Парализиран мъж се движи отново благодарение на синтетична нервна система

Накратко: Изследователи са разработили нервен байпас, който позволява на парализиран мъж да контролира движенията на ръката си чрез мозъчен имплант. Тази синтетична нервна система пренася умствените команди от моторния кортекс директно към мускулите на крайниците. Технологията предлага революционен начин за възстановяване на двигателната функция и независимостта при пациенти с увреден гръбначен стълб.

Мозъчен имплант и стимулация на мускулите му позволява да контролира ръката чрез ума си.

Credit: Ohio State University Wexner Medical Center/ Batelle

Когато гръбначният стълб – тази биологическа връзка, свързваща контролиращия мозък с нашите крайници, бъде прекъснат, това води до постоянна загуба на сетивност и контрол и обикновено коства цял живот допълнителни медицински грижи. На учените им е отнело години работа над поправянето на тези изгубени връзки, позволявайки на парализирани пациенти да си сипват кафе или да се наслаждават на бирата с роботизирани крайници, контролирани от техните умове.

Сега изследователите са изминали още една крачка, помагайки на парализиран човек да контролира собствената си ръка с мозъка си.

В проучване, публикувано в Nature, учените съобщават за използване на „нервен байпас“, който свързва наново умствените команди за движение на пациента с отговарните мускули в крайниците му, създавайки нещо като синтетична нервна система. Пациентът пионер, 24-годишният Иън Бъркхарт, е получил квадриплегия след инцидент при гмуркане преди почти 6 години, но сега може отново да движи ръката си. В първото проучване той можел да контролира движенията на отделните пръсти, да хваща малки и големи предмети, да плъзга кредитна карта и да играе Guitar Hero. Напредъкът може да отвори вратата към възстановителни процедури за парализирани хора, позволявайки им да имат независими движения, а също и независим живот.

Тези сложни типове движения „наистина могат да се използват в много функционални дневни задължения, които не мога да върша сам в момента“, казва Бъркхарт на пресконференция. „Ако или когато мога да използвам тази система извън клиничната среда, това наистина ще повиши качеството на живота ми и моята независимост и вече няма да имам толкова голяма нужда от помощ от други хора.“

Нервният байпас работи, използвайки микроелектродна матрица, имплантирана в мозъка на Бъркхарт. Имплантът улавя активност в специфична зона от левия моторен кортекс (тази част от мозъчната кора, която отговаря за движението), която учените са анализирали преди да поставят импланта. Използвайки функционална магнитно-резонансна томография, която следи активността на мозъка, чрез кръвния поток, учените установили коя е зоната на Бъркхарт за контролиране на ръката, докато той постоянно си представя как я мърда.

В клиниката имплантираният електрод се закача на персонализирана „нервна байпас система“. Системата улавя сигнали от мозъчната дейност на Бъркхарт, а после, чрез алгоритми на машинно самообучение, превежда тези сигнали, за да контролира гъвкав ръкав, оборудван със 130 стимулиращи мускулите електроди.

За да започне да работи с нея, Бъркхарт посещавал три седмични сесии в продължение на 15 месеца. Той е овладял способността да контролира мислите си и може да извършва шест движения на ръката и китката, включително способността да движи отделните пръсти.

„Способността да движи отделните пръсти – не бяхме сигурни дали това е възможно“, споделя авторът Чад Баутън от Feinstein Institute for Medical Research. „Този резултат наистина надхвърли нашите очаквания, защото не само съумяхме да намерим тези сигнали в мозъка и да ги дешифрираме за движението на всеки отделен пръст, но успяхме да ги свържем с мускулите на Иън и да позволим на този вид движение да бъде възобновено.“

След това Бъркхарт научил още по-сложни задачи, като това да играе на Guitar Hero и да надига чаша към устата си.

„Тази технология се разви бързо през последното десетилетие“, отбелязва съавторът Али Резай от университета в Охайо. „Може и вече да остарява“, казва той.

Докато проучването е много важно събитие, отбелязват авторите, изследователите трябва да продължат да работят по системата, за да я настроят, да я направят приспособима към други типове парализирани пациенти и, може би най-важното, да направят така, че тя да работи извън клиничната обстановка.

Въпреки работата в бъдеще, Бъркхарт казва, че е, както и преди, много оптимистичен за това изследване. Преди няколко години, когато той задвижил ръката си за пръв път след инцидента, осъзнал, че това се случило по-скоро, отколкото очаквал. „И сега, две години по-късно, нещата се развиват дори по-добре, отколкото си представях“, казва той.

Превод: Димитър Радев

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.