Мозкові імпланти дозволили повернути паралізованій людині рухливість рук

Досі експерименти з впровадженням мозкових імплантів паралізованим та людьми, які втратили мовні функції, зводилися до інтерпретації мозкових імпульсів комп'ютером для управління курсором миші або синтезу мови. Американським вченим вдалося вперше повернути за допомогою мозкових імплантів здатність керувати рухами рук паралізованому пацієнту, як зазначається в публікації Nature Medicine.

Джерело зображень: Інститути медичних досліджень Файнштейна в Нью-Йорку

Кіт Томас (Keith Thomas), який страждає від паралічу всіх чотирьох кінцівок, як повідомляє Financial Times, погодився взяти участь в експерименті Інституту медичних досліджень Файнштейна в Нью-Йорку. Окрім двох мозкових імплантів з п'ятьма масивами електродів, які були встановлені в результаті 15-годинної хірургічної операції, на шкіру верхніх кінцівок пацієнта були встановлені датчики, що дозволяють перетворювати сигнали головного мозку в рухи рук. Автори експерименту використали метод подвійного нейронного шунтування для відновлення рухових функцій пацієнта. Якщо до операції пацієнт не міг піднімати руки, то після неї вже протягом кількох місяців він може самостійно приймати їжу та відчувати дотики до верхніх кінцівок.

Щоб зіставити імпульси головного мозку Томаса з реальними рухами рук, були використані алгоритми машинного навчання, які й дозволили відрегулювати систему, що стимулює м'язи рук пацієнта електричним струмом за сигналами мозку, обробленими комп'ютером. За 35 тижнів, що минули з моменту операції, Томас зміг відновити 86 % м'язового тонусу правої та 62 % тонусу лівої руки. Тепер він здатен одночасно чесати однією рукою ніс і витирати іншу рот, якщо пояснити це на практичному прикладі.

Був налаштований й зворотній зв'язок, що дозволяє Томасу розуміти, з якою силою він стискає предмети руками, і тут також не обходиться без посередництва комп'ютера. Вченими був розроблений спеціальний датчик, який вимірює прикладене пацієнтом зусилля під час захоплення предметів, а потім транслює його в сигнали, що надсилаються в головний мозок. Авторам експерименту вдалося досягти того, що Томас у 87 % випадків може захоплювати пальцями рук порожні курячі яйця, не руйнуючи шкаралупу механічно. Експерти зазначають, що саме наявність зворотного зв'язку в даному випадку має особливу цінність для науки, оскільки дозволяє вдосконалювати технології реабілітації людей з паралічем кінцівок. У сфері дрібної моторики важливо грамотне розподілення зусиль під час взаємодії з предметами. Авторам експерименту в більшій мірі вдалося досягти успіху в відновленні моторних функцій, ніж сенсорних, а тому для подальшої роботи є серйозний потенціал.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки