Kontrola mózgu nad sparaliżowaną kończyną pozwala małpie znowu chodzić

Schemat przedstawiający, w jaki sposób szwajcarscy naukowcy nawiązali bezprzewodowe połączenie między mózgiem sparaliżowanej małpy a jej rdzeniem kręgowym, co umożliwia jej chodzenie.

Idąc w kierunku elektronicznego leczenia paraliżu, szwajcarscy naukowcy twierdzą, że dwie częściowo sparaliżowane małpy były w stanie chodzić pod kontrolą implantu mózgowego.

Badania przeprowadzone w École Polytechnique Fédérale w Lozannie w Szwajcarii z powodzeniem stworzyły bezprzewodowy most między mózgami małp a tylnymi kończynami, umożliwiając im poruszanie się po bieżni z niepewnym krokiem.

Badania opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Natura , łączy w sobie kilka technologii: implant mózgowy, który wyczuwa zamiar zwierzęcia do chodzenia, elektrody przymocowane do dolnego rdzenia kręgowego, które mogą stymulować mięśnie chodzenia, oraz bezprzewodowe połączenie między nimi.

Fantastycznie jest pokazać, że można je połączyć, mówi Przycisk Czad , kierownik Centrum Medycyny Bioelektronicznej w Instytucie Badań Medycznych Feinsteina w Nowym Jorku. Bouton ostatnio pracował z ludzkim ochotnikiem, który wykorzystywał sygnały mózgowe do kontrolowania swojej sparaliżowanej ręki za pomocą rękawa z elektrodami, a inni wykazali, że pacjenci mogą uzyskać kontrolę mózgu nad robotami .

Nowe badania wydają się być pierwszym, w którym ustanowiono bezprzewodową kontrolę mózgu, aby przywrócić zwierzętom chodzenie. Jest to część prowadzonej przez naukowców kampanii mającej na celu opracowanie systemów, które są w pełni wszczepialne i niewidoczne i które mogą przywrócić wolicjonalny ruch sparaliżowanym ludziom, mówi Bouton.

Eksperymenty przeprowadził międzynarodowy zespół kierowany przez Gregoire Courtine , neurobiolog, który specjalizuje się w nadtwardówkowej stymulacji elektrycznej, lub zapinaniu dolnej części rdzenia kręgowego jako sposób na wywoływanie ruchów krokowych.

W przeciwieństwie do ruchów ramion, chodzenie jest ruchem zautomatyzowanym, koordynowanym przez rdzeń kręgowy w sposób częściowo niezależny. Grupa Courtine wykazała wcześniej, że mogą zmusić sparaliżowanego szczura do chodzenia poprzez stymulację jego kręgosłupa. Ale w tym przypadku naukowcy byli jak lalkarze kontrolujący tylne nogi zwierzęcia.

W swoim raporcie naukowcy opisują, jak podjęli kolejny krok: sprawić, by mózg zwierzęcia kontrolował chodzenie.

Dwóm małpom rezusom zadano urazy z jednej strony rdzenia kręgowego, w wyniku czego jedna noga została tymczasowo sparaliżowana. Zespół Courtine następnie chirurgicznie wszczepił do ich mózgów zestaw elektrod wielkości pinezki, zdolny do rejestrowania aktywności elektrycznej neuronów w obszarze mózgu, który kieruje ruchami nóg.

Za pomocą bezprzewodowego nadajnika opracowanego na Uniwersytecie Browna, który przyczepia się do czaszki, te sygnały mózgowe były przekazywane do specjalnej kurtki noszonej przez małpy. Jeśli małpa myślała o chodzeniu, wyzwalała zaprogramowaną sekwencję bodźców elektrycznych w dolnym odcinku rdzenia kręgowego.

Bez pomocy systemu jedna małpa skakała po bieżni ze zwisającą zranioną nogą. Jednak po włączeniu systemu małpa zaczęła podnosić i opuszczać nogę i obciążać ją.

Courtine jest założycielką firmy spin-off EPFL, G-Terapeutyka , która zebrała około 40 milionów dolarów i rozwija technologię stymulacji rdzenia kręgowego, choć jeszcze nie łączy jej z implantami mózgowymi.

Wraz z Jocelyne Bloch, neurochirurgiem ze Szpitala Uniwersyteckiego w Lozannie i współzałożycielką firmy, testuje stymulację kręgosłupa u ośmiu ochotników w ramach programu rehabilitacji. Courtine mówi, że jednym z następnych kroków byłaby próba zapewnienia pacjentom bezpośredniej kontroli mózgu nad takimi systemami w ramach eksperymentu, który ma nadzieję przeprowadzić w ciągu pięciu lat.

ukryć