Meny Meny

Elektronisk implantat hjelper lammet mann å gå igjen i historisk først

Den revolusjonerende trådløse enheten, som leser hjernebølger og sender instruksjoner til ryggraden for å bevege de riktige musklene, har gjort det mulig for ham å gjenvinne sin naturlige bevegelighet bare ved å tenke på det.

I 2011 var Gert-Jan Oskam i en motorsykkelulykke som gjorde at han ble lam fra livet og ned. Nå, takket være revolusjonerende ny teknologi, har nevrovitenskapsmenn gitt ham kontroll over underkroppen igjen.

"I 12 år har jeg prøvd å komme meg på beina igjen," sa han i en pressebriefing. "Jeg har lært å gå normalt, naturlig."

I en studere Publisert i tidsskriftet Natur, sveitsiske forskere detaljert funksjonaliteten til enheten, som kort fortalt gir en "digital bro" mellom Oskams hjerne og ryggsøyle, og omgår eventuelle skadede seksjoner.

Dette har gjort det mulig for ham å stå, gå, gå i trapper og gå opp en bratt rampe med bare hjelp fra en rullator.

Over et år etter at implantatet ble satt inn, har han beholdt disse evnene, og har faktisk vist tegn til nevrologisk bedring, ved å gå med krykker selv når implantatet ble slått av.

Sensorer

"Det vi har vært i stand til å gjøre er å gjenopprette kommunikasjonen mellom hjernen og området av ryggmargen som kontrollerer benbevegelsen med en digital bro," forklarte professor Gregoire Courtine ved Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), som kjører et langvarig program for å utvikle hjerne-maskin-grensesnitt for å overvinne lammelser.

"Systemet kan fange tankene til Gert-Jan og oversette disse tankene til stimulering av ryggmargen for å reetablere frivillige benbevegelser."

Systemet, som (til tross for at det er oppmuntrende) fortsatt er på et eksperimentelt stadium, fungerer ved elektronisk å overføre Oskams tanker til bena og føttene via et andre implantat i ryggraden.

Ved hjelp av trådløse signaler kobler den hjernen sammen med muskler som blir ubrukelige når ryggmargsnervene brytes.

Dette varierer fra en tidligere rettssak, der Oskam ble koblet til en datamaskin som sendte gjengivelser av de rytmiske trinnene ved å gå til ryggraden hans, selv om bevegelsen var ganske robotisk og måtte utløses av en knapp eller sensor.

Forsker overvåker hjernen

I denne oppdateringen er elektroder installert på Oskams hjerne som oppdager nevral aktivitet når han prøver å bevege bena.

Avlesningene blir deretter behandlet av en kunstig intelligens-dekoder som gjør dem til pulser, som sendes til ytterligere elektroder i ryggraden, og aktiverer nerver og muskler for å produsere den tiltenkte bevegelsen.

Denne algoritmen er i stand til å ta hensyn til små variasjoner i retningen og hastigheten til hver muskelkontraksjon eller avspenning, og fordi signalene sendes hvert 300. millisekund, kan Oskam raskt justere strategien sin basert på hva som fungerer og hva som ikke fungerer. Det ser også ut til å øke rehabiliteringen.

"Det er mer enn 10 år etter ryggmargsskaden," sa Prof Courtine.

«Tenk deg når vi bruker den digitale broen noen uker etter ryggmargsskaden. Potensialet for utvinning er enormt.'

Grafikk som viser hvordan implantater i hjernen og ryggraden kan hjelpe til med å videresende et signal til nerveceller i bena

Ifølge forskningen innebar operasjonen for å hjelpe Oskam med å gjenvinne sin naturlige mobilitet at kirurger kuttet to sirkulære hull på hver side av skallen hans, 5 cm i diameter, over områdene i hjernen der bevegelsen er kontrollert.

De satte deretter inn to skiveformede implantater til to sensorer festet til en hjelm på hodet hans.

"Jeg følte før at systemet kontrollerte meg, men nå kontrollerer jeg det," sa Oskam, med henvisning til det forrige datamaskinbaserte prosjektet.

"Å se ham gå så naturlig er så rørende," sa Prof Courtine, hvis endelige mål er å miniatyrisere teknologien og kommersialisere den slik at den kan brukes i folks daglige liv.

"Det er et paradigmeskifte i det som var tilgjengelig før."

tilgjengelighet