Ten sparaliżowany mężczyzna po raz pierwszy od lat używa neuroprotezy do poruszania ramieniem

William Kochevar z Cleveland może powoli poruszać prawą ręką i ręką. Nic wielkiego — poza tym, że 56-latek został sparaliżowany od ramion w dół od wypadku na rowerze dziesięć lat temu.

Konfiguracja, która pozwala Kochevarowi na ponowne poruszanie ramieniem, to neuroproteza obejmująca dwa małe chipy rejestrujące wszczepione w jego korę ruchową i kolejne 36 elektrod osadzonych w jego prawym ramieniu.

Teraz, podczas cotygodniowych wizyt w laboratorium w Ohio, sygnały zebrane w jego mózgu są przechwytywane i wysyłane do jego ramienia, aby mógł wykonywać proste, dobrowolne ruchy. Byłem całkowicie zdumiony, mówi Kochevar.

Dzięki naukowcom, którzy przyglądali się i monitorowali zespoły elektroniki, w końcu był w stanie napić się z filiżanki kawy i nakarmić się tłuczonymi ziemniakami, chociaż w tym celu musi oprzeć ramię na zmechanizowanej uprzęży. Największą rzeczą, której nie mogę zrobić, jest samodzielne poruszanie ramieniem w górę iw dół, mówi.

Naukowcy wyposażyli wcześniej zwierzęta laboratoryjne i kilkanaście osób w implanty mózgowe, aby mogły bezpośrednio sterować myślami kursorami komputerowymi lub ramionami robotów. Nowa praca pokazuje, w jaki sposób naukowcy próbują wykonać kolejny krok, łącząc interfejsy mózg-komputer z funkcjonalną stymulacją elektroniczną lub szokując mięśnie kończyn, aby kurczyły się i powodowały ruchy.

To, co robimy, to ominięcie urazu rdzenia kręgowego, mówi Bolu Ajiboye, inżynier biomedyczny z Case Western Reserve University, który kierował eksperymentem, o którym donosi się dzisiaj w Nazwa naukowego czasopisma medycznego .

W zeszłym roku inny zespół zgłosił użycie implantu mózgowego w celu przywrócenia częściowego ruchu ręki innemu podmiotowi.

Kiedy sprawna osoba porusza się, mózg generuje myśl lub polecenie w postaci impulsów elektrycznych. Te zwykle przemieszczają się przez rdzeń kręgowy i kończyny. U osoby z poważnym uszkodzeniem rdzenia kręgowego, tak jak Kochevar, ta droga jest zablokowana.

Aby obejść uraz, Ajiboye używa dwóch chipów wszczepionych w mózg Kochevara, aby zmierzyć, jak neurony zapalają się, gdy myśli o poruszaniu się. Sygnały, przetworzone przez algorytm matematyczny, są następnie przesyłane do elektrod w górnym i dolnym ramieniu Kochevara. Badanie jest częścią próba pilotażowa przez naukowców z Case Western Reserve University i Cleveland Functional Electrical Stimulation Center.

Na początku musiałem się naprawdę mocno zastanowić, żeby to zrobić, mówi Kochevar. Wciąż o tym myślę, ale nie rozpoznaję, że o tym myślę.

Ruchy ramion Kochevara pozostają bardzo ograniczone i powolne. Andrew Schwartz, profesor neurobiologii na Uniwersytecie w Pittsburghu, mówi, że naukowcy będą musieli lepiej przekładać myśli na złożony zestaw aktywacji mięśni potrzebnych do bardziej skomplikowanych lub płynnych ruchów ramion.

Mechanika powodująca skurcz mięśni w stanie zawieszenia przy pożądanym ruchu jest naprawdę trudnym problemem i nie jestem pewien, czy przesunęły się one bardzo daleko w tym kierunku, mówi.

To tylko jeden z powodów, dla których interfejsy mózgowe prawdopodobnie jeszcze wiele lat nie będą praktyczne. Implanty Kochevara, na przykład, są połączone z dwoma dużymi cokołami, które znajdują się na czubku jego głowy, do których następnie podłączony jest komputer. Oczekuje się, że same elektrody mózgowe przestaną nagrywać w ciągu jednego do czterech lat, mówi Maryam Shanechi, badacz interfejsu mózg-komputer z University of Southern California. Shanechi mówi, że pacjenci mogą nie chcieć ryzykować, aby uzyskać implanty mózgowe, które nie są trwałe.

ukryć