Натан Коупленд, 28-річний чоловік, який не міг відчувати або рухати нижньою частиною рук і ніг після дорожньо-транспортної пригоди, повернув відчуття дотику через роботу-руку, якою він керує за допомогою мозку.

Хірургія Коупленда, яка передбачала імплантацію чотирьох крихітних мікроелектродних решіток, кожна приблизно вдвічі менша від ґудзика сорочки в його мозку, є першою медичною.

Імплантати підключаються до інтерфейсу комп’ютерного мозку (BCI), розробленого дослідниками з Університету Пітсбурга. Команда описує результати в Наука Поступальний медицини.

"Найважливішим результатом цього дослідження є те, що мікростимуляція сенсорної кори може викликати природні відчуття замість поколювання", - говорить співавтор дослідження Ендрю Б. Шварц, професор нейробіології та завідувач системної неврології. «Ця стимуляція безпечна, і викликані відчуття стабільні протягом місяців.

{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}

"Існує ще багато досліджень, які потрібно провести, щоб краще зрозуміти схеми стимуляції, необхідні, щоб допомогти пацієнтам робити кращі рухи".

Це не перша спроба команди зробити BCI. Чотири роки тому співавтор дослідження Дженніфер Коллінгер, доцент кафедри фізичної медицини та реабілітації та науковий співробітник системи охорони здоров'я Вірджинії Пітсбург, і команда продемонстрували BCI, який допоміг Яну Шейерману, який має квадриплегію, спричинену дегенеративними захворюваннями. Відео, на якому Шейерман годує себе шоколадом за допомогою керованої розумом роботизованої руки спостерігали у всьому світі. До цього Тім Хеммес, паралізований в результаті мотоциклетної аварії, простягнув руку до своєї дівчини.

Але те, як наші руки природно рухаються та взаємодіють із навколишнім середовищем, зумовлене не лише мисленням та рухом правильних м’язів. Ми можемо розрізнити шматок торта від содової банки за допомогою дотику, підбираючи торт м’якше, ніж банку. Постійний зворотний зв'язок, який ми отримуємо від відчуття дотику, має першорядне значення, оскільки він повідомляє мозку, куди рухатися і на скільки.

Для керівника дослідження Роберта Гонта, доцента кафедри фізичної медицини та реабілітації, це був наступний крок для ІСН.

Поки Гонт та його колеги шукали потрібного кандидата, вони розробили та вдосконалили свою систему таким чином, що входи від роботизованої руки передаються через мікроелектродний масив, імплантований в мозок, де розташовані нейрони, які контролюють рух і дотик руки. Масив мікроелектродів та його система управління, які були розроблені компанією Blackrock Microsystems, разом із роботизованою рукою, яку побудувала лабораторія прикладної фізики Університету Джона Хопкінса, формували всі частини головоломки.

Історія Коупленда

Взимку 2004 року Коупленд, якому на той час було 18 років, їхав вночі в дощову погоду, коли потрапив у дорожньо-транспортну пригоду, яка защіпила йому шию і поранила спинний мозок, залишивши у нього квадриплегію від верхньої частини грудної клітки вниз.

Після аварії він записався до реєстру пацієнтів, які бажають брати участь у клінічних випробуваннях. Майже через десять років дослідницька група запитала, чи зацікавлений він у участі в експериментальному дослідженні.

Після того, як він пройшов скринінгові випробування, Коупленд був увезений в операційну минулою весною. Методи візуалізації використовувались для ідентифікації точних областей мозку Коупленда, що відповідають відчуттям на кожному з його пальців та долоні.

"Я відчуваю майже кожен палець - це справді дивне відчуття", - сказала Коупленд приблизно через місяць після операції. “Іноді він відчуває електрику, а іноді і тиск, але здебільшого я можу сказати більшість пальців з певною точністю. Відчувається, що мої пальці стикаються або штовхаються ».

У цей час Коупленд може відчувати тиск і певною мірою розрізняти його інтенсивність, хоча він не може визначити, гаряча чи холодна речовина, пояснює співучасник дослідження та нейрохірург Елізабет Тайлер-Кабара.

Гонт каже, що все, що стосується роботи, призначене для використання природних, існуючих здібностей мозку, щоб повернути людям те, що було втрачено, але не забуто.

"Кінцева мета - створити систему, яка рухається і відчуває себе так само, як це робить природна рука", - каже Гонт. "Нам потрібно пройти довгий шлях, щоб дістатися туди, але це чудовий початок".

Програма революційного протезування Агентства оборонних дослідницьких проектів забезпечила більшу частину фінансування.

джерело: Університет Піттсбурга

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon