Тема:

Интерфейс мозг-компьютер 1 месяц назад

Нейропротез впервые вернул парализованному пациенту способность к движениям

Билл Кочевар, попавший в аварию восемь лет назад, благодаря новой технологии смог вернуть контроль над своими руками.
Фото Case Western Reserve University/Cleveland FES Center.

Американские учёные сделали практически невозможное: после нескольких лет паралича обездвиженный пациент вернул контроль над своими конечностями. Достичь такого результата удалось благодаря новой технологии, которую разработали специалисты из университета Кейс Вестерн Резерв в Кливленде.

Поясним, что, когда здоровый человек двигается, мозг генерирует мысль или команду в виде электрических импульсов. Обычно они проходят по спинному мозгу и конечностям. У человека с серьёзным повреждением спинного мозга этот путь блокирован, поэтому медикам буквально пришлось идти в обход.

Участником исследования стал 56-летний американец Билл Кочевар (Bill Kochevar), восемь лет назад попавший в аварию. Все эти годы он был парализован ниже плеч, однако теперь смог самостоятельно почесать нос, взять кружку с водой, поднести её к губам и выпить через соломинку, а затем съесть пюре из тарелки.

Помог в этом специально созданный нейропротез. Специалисты вживили под череп пациента два крошечных 96-канальных массива электродов, фиксирующих мозговую деятельность в области моторных зон коры. Последние отвечают за двигательную активность. В верхнее и нижнее предплечье пациента поместили 36 электродов для функциональной электростимуляции (ФЭС). Мозговые сигналы обрабатывает интерфейс "мозг-компьютер" и декодирует их в команду перемещения. Система ФЭС преобразует команду в шаблонные потоки электрических импульсов и стимулирует мышцы, что позволяет осуществлять движение.

Чтобы преодолеть гравитацию, которая не позволила бы просто поднять руку и двигать ей, учёные использовали мобильный механизм поддержки руки, который также контролируется мозгом пациента.

"Для того, кто получил ранения восемь лет и не мог двигаться, возможность совершать даже небольшие движения кажется просто потрясающей. Это лучше, чем я думал", — поделился впечатлениями Кочевар.

 

Как отметил руководитель работы Боб Кирш (Bob Kirsch), подготовка к первому испытанию заняла немало времени. Сначала пациент учился использовать мозговые сигналы для перемещения руки в виртуальной реальности – на экране компьютера. Через четыре месяца обучения начались тренировки самой руки, мышцы которой атрофировались за долгое время покоя.

Пока движения рук Кочевара остаются очень ограниченными и медленными, а медики разрабатывают новые механизмы тренировок и тестов для него.

Авторы исследования уверены, что их нейропротез в будущем приобретёт популярность и обеспечит "некоторую независимость" парализованным пациентам. По их словам, дальнейшая работа в этом направлении поможет добиться более точного контроля и расширить спектр доступных действий.

Подробности уникального исследования описаны в издании The Lancet.

Напомним, что ранее интерфейс "мозг-компьютер" помог пациентам управлять экзоскелетом силой мысли. Также была представлена специальная технология обработки мозговых сигналов на основе ЭЭГ.

Кроме того, для восстановления способности к простым движениям была создана роборука, управление которой также берёт на себя мозг пациента. А подвижность ног при параличе помогли восстановить беспроводные имплантаты, обманывающие рефлексы.

Сегодня