Мозговые имплантаты позволяют парализованному человеку ходить, используя свои мысли

Реклама

Поддерживается

В новом исследовании исследователи описывают устройство, которое связывает намерения парализованного пациента с его физическими движениями.

Отправь историю любому другу

Как подписчик, у вас есть 10 подарочных статей. дарить каждый месяц. Любой может прочитать то, чем вы поделитесь.

Оливер Ванг

Герт-Ян Оскам жил в Китае в 2011 году, когда попал в аварию на мотоцикле, в результате которой его парализовало ниже бедер. Теперь, с помощью комбинации устройств, ученые снова дали ему контроль над нижней частью тела.

"В течение 12 лет я пытался встать на ноги", - заявил Оскам на брифинге во вторник. «Теперь я научился ходить нормально, естественно».

В исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature, исследователи из Швейцарии описали имплантаты, которые обеспечивают «цифровой мост» между головным и спинным мозгом Оскама, минуя поврежденные участки. Это открытие позволило 40-летнему Оскаму стоять, ходить и подниматься по крутому пандусу только с помощью пешехода. Спустя более года после установки имплантата он сохранил эти способности и даже продемонстрировал признаки неврологического выздоровления, ходил на костылях, даже когда имплантат был отключен.

«Мы уловили мысли Герт-Яна и преобразовали эти мысли в стимуляцию спинного мозга, чтобы восстановить произвольные движения», — Грегуар Куртин, специалист по спинному мозгу в Швейцарском федеральном технологическом институте в Лозанне, который помог Возглавит исследование, сказал на брифинге для прессы.

Жоселин Блох, нейробиолог из Лозаннского университета, которая установила имплантат Оскаму, добавила: «Поначалу для меня это было настоящей научной фантастикой, но сегодня это стало правдой».

За последние десятилетия в технологическом лечении травм спинного мозга произошел ряд достижений. В 2016 году группа ученых под руководством доктора Куртина смогла восстановить способность ходить у парализованных обезьян, а еще одна помогла человеку вернуть контроль над своей парализованной рукой. В 2018 году другая группа ученых, также возглавляемая доктором Куртином, разработала способ стимуляции мозга с помощью генераторов электрических импульсов, позволяющий частично парализованным людям снова ходить и ездить на велосипедах. В прошлом году более совершенные процедуры стимуляции мозга позволили парализованным людям плавать, ходить и ездить на велосипеде в течение одного дня лечения.

Г-н Оскам в предыдущие годы проходил процедуры стимуляции и даже частично восстановил способность ходить, но в конечном итоге его улучшение застопорилось. На брифинге для прессы г-н Оскам сказал, что эти технологии стимуляции заставили его почувствовать, что в передвижении есть что-то чужеродное, чужеродное расстояние между его разумом и телом.

Новый интерфейс изменил ситуацию, сказал он: «Раньше стимуляция контролировала меня, а теперь я контролирую стимуляцию».

В новом исследовании интерфейс «мозг-позвоночник», как его назвали исследователи, воспользовался преимуществами декодера мыслей искусственного интеллекта, чтобы прочитать намерения г-на Оскама — обнаруживаемые в виде электрических сигналов в его мозгу — и сопоставить их с движениями мышц. Этиология естественного движения, от мысли к намерению и действию, сохранилась. Единственным дополнением, по описанию доктора Куртина, был цифровой мост, охватывающий поврежденные части позвоночника.

Эндрю Джексон, нейробиолог из Университета Ньюкасла, не принимавший участия в исследовании, сказал: «Это поднимает интересные вопросы об автономии и источнике команд. Вы продолжаете стирать философскую границу между тем, что такое мозг и что такое технология». "

Доктор Джексон добавил, что ученые в этой области десятилетиями выдвигали теории о подключении головного мозга к стимуляторам спинного мозга, но это первый раз, когда они достигли такого успеха у пациента-человека. «Легко сказать, гораздо труднее сделать», — сказал он.

Чтобы добиться этого результата, исследователи сначала имплантировали электроды в череп и позвоночник Оскама. Затем команда использовала программу машинного обучения, чтобы наблюдать, какие части мозга загораются, когда он пытается двигать различными частями своего тела. Этот декодер мыслей был способен сопоставить активность определенных электродов с определенными намерениями: одна конфигурация загоралась всякий раз, когда г-н Оскам пытался пошевелить лодыжками, другая — когда он пытался пошевелить бедрами.