Парализованный мужчина ходит с помощью устройства, которое соединяет мозг с мышцами

Новаторские исследования могут помочь в разработке миниатюрных устройств для пациентов, перенесших инсульт, и парализованных людей.

Мужчина, парализованный в результате аварии на велосипеде в 2011 году, смог стоять и ходить с помощью специального приспособления после того, как врачи имплантировали устройство, которое считывает волны его мозга и посылает инструкции позвоночнику, чтобы двигать нужными мышцами.

Герту-Яну Оскаму, 40 лет, сказали, что он никогда больше не сможет ходить после того, как сломал шею в дорожно-транспортном происшествии в Китае, но после операции он поднимался по лестнице и проходил более 100 метров за раз.

"Несколько месяцев назад я впервые за 10 лет смог встать и выпить пива со своими друзьями", - сказал Оскам, родом из Нидерландов. «Это было довольно круто. Я хочу использовать это в своей повседневной жизни».

«Цифровой мост» — это новейшая разработка группы нейробиологов из Швейцарии, у которых есть давняя программа по разработке интерфейсов «мозг-машина» для преодоления паралича. Целью проекта является использование беспроводных сигналов для воссоединения мозга с мышцами, которые становятся бесполезными при повреждении нервов спинного мозга.

В предыдущем испытании Оскам протестировал систему, которая воссоздавала ритмичные шаги ходьбы, посылая сигналы с компьютера в его спинной мозг. Хотя устройство помогало ему сделать несколько шагов одновременно, движение было довольно роботизированным и должно было запускаться с помощью кнопки или датчика.

В качестве последней новости профессор Джоселин Блох, нейрохирург из университетской больницы Лозанны, установила в мозг Оскама электроды, которые обнаруживают нервную активность, когда он пытается пошевелить ногами. Показания обрабатываются алгоритмом, который превращает их в импульсы, которые отправляются на дополнительные электроды в позвоночнике. Импульсы активируют нервы в позвоночнике, заставляя мышцы выполнять намеченное движение.

«Что нам удалось сделать, так это восстановить связь между головным мозгом и областью спинного мозга, которая контролирует движения ног, с помощью цифрового моста», — сказал профессор Грегуар Куртин из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне. Он сказал, что система может «уловить мысли Герт-Яна и перевести эти мысли в стимуляцию спинного мозга, чтобы восстановить произвольные движения ног».

Устройство не делает быстрых и плавных шагов, но Оскам сказал, что имплант, описанный в журнале Nature, позволяет совершать более естественные движения, чем раньше, поскольку вставание и ходьба инициируются и контролируются размышлением о действиях. Сигналы стимулируют мышцы, необходимые для сгибания бедра, колена и лодыжки.

Устройство также ускоряет реабилитацию. После более чем 40 тренировок с имплантатом Оскам, которому не удалось перерезать все нервы в позвоночнике, восстановил некоторый контроль над ногами, даже когда устройство было выключено. Куртин считает, что восстановление связи между мозгом и позвоночником помогает регенерировать спинномозговые нервы, частично восстанавливая утраченный пациентом контроль.

Хотя работа находится на ранней стадии, исследователи надеются, что будущие миниатюрные устройства помогут пациентам, перенесшим инсульт, и парализованным людям ходить, двигать руками и контролировать другие функции, такие как мочевой пузырь, на который часто влияет спинной мозг. травмы. Движения рук и кистей могут быть более трудными, поскольку они более сложны, чем ходьба.

Поскольку Оскам демонстрирует прогресс более чем через десять лет после несчастного случая, команда уверена, что другие пациенты с более поздними травмами могли бы жить лучше. Что касается Оскама, то «прошло более 10 лет после травмы спинного мозга», - сказала Куртин. «Представьте, что мы накладываем цифровой мост через несколько недель после травмы спинного мозга. Потенциал выздоровления огромен».