Menu Menu

Elektroniczny implant pomaga sparaliżowanemu człowiekowi chodzić ponownie w historycznym pierwszym miejscu

Rewolucyjne urządzenie bezprzewodowe, które odczytuje fale mózgowe i wysyła instrukcje do kręgosłupa, aby poruszyć odpowiednimi mięśniami, pozwoliło mu odzyskać naturalną mobilność, po prostu myśląc o tym.

W 2011 roku Gert-Jan Oskam miał wypadek motocyklowy, w wyniku którego został sparaliżowany od pasa w dół. Teraz, dzięki rewolucyjnej nowej technologii, neuronaukowcy ponownie dali mu kontrolę nad dolną częścią ciała.

„Od 12 lat próbuję stanąć na nogi” – powiedział na konferencji prasowej. „Nauczyłem się chodzić normalnie, naturalnie”.

W „The Puzzle of Monogamous Marriage” opublikowane w czasopiśmie Natura, szwajcarscy naukowcy szczegółowo opisali funkcjonalność urządzenia, które w skrócie zapewnia „cyfrowy pomost” między mózgiem Oskama a kręgosłupem, z pominięciem wszelkich uszkodzonych części.

To pozwoliło mu stać, chodzić, wchodzić po schodach i wspinać się po stromej rampie tylko z pomocą chodzika.

Ponad rok po wszczepieniu implantu zachował te zdolności i faktycznie wykazywał oznaki powrotu do zdrowia neurologicznego, chodząc o kulach nawet po wyłączeniu implantu.

Czujniki

"To, co udało nam się zrobić, to przywrócenie komunikacji między mózgiem a obszarem rdzenia kręgowego, który kontroluje ruch nóg za pomocą mostka cyfrowego" - wyjaśnia profesor Gregoire Courtine w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii (EPFL), która od dawna prowadzi program mający na celu opracowanie interfejsów mózg-maszyna w celu przezwyciężenia paraliżu.

„System może uchwycić myśli Gert-Jana i przełożyć je na stymulację rdzenia kręgowego w celu przywrócenia dobrowolnych ruchów nóg”.

System, który (choć zachęcający) jest wciąż w fazie eksperymentalnej, działa poprzez elektroniczne przesyłanie myśli Oskama do jego nóg i stóp poprzez drugi implant w kręgosłupie.

Za pomocą sygnałów bezprzewodowych ponownie łączy mózg z mięśniami, które stają się bezużyteczne, gdy nerwy rdzenia kręgowego są uszkodzone.

Różni się to od poprzedniej próby, w której Oskam był połączony z komputerem, który wysyłał do jego kręgosłupa odtwarzanie rytmicznych kroków chodzenia, chociaż ruch był dość automatyczny i musiał być wyzwalany przez przycisk lub czujnik.

Naukowiec t monitorujący mózg

W tej aktualizacji elektrody są instalowane na Oskamie mózg które wykrywają aktywność neuronów, gdy próbuje poruszyć nogami.

Odczyty są następnie przetwarzane przez dekoder sztucznej inteligencji który zamienia je w impulsy, które są wysyłane do dalszych elektrod w kręgosłupie, aktywując nerwy i mięśnie do wytworzenia zamierzonego ruchu.

Algorytm ten jest w stanie uwzględnić niewielkie zmiany kierunku i prędkości każdego skurczu lub rozluźnienia mięśnia, a ponieważ sygnały są wysyłane co 300 milisekund, Oskam może szybko dostosować swoją strategię w oparciu o to, co działa, a co nie. Wydaje się również, że przyspiesza rehabilitację.

"Minęło ponad 10 lat od urazu rdzenia kręgowego" - powiedział profesor Courtine.

„Wyobraź sobie, kiedy zakładamy cyfrowy most kilka tygodni po urazie rdzenia kręgowego. Potencjał wyzdrowienia jest ogromny.

Grafika przedstawiająca sposób, w jaki implanty w mózgu i kręgosłupie mogą przekazywać sygnał do komórek nerwowych nóg

Według badań operacja, która miała pomóc Oskamowi odzyskać naturalną mobilność, polegała na wycięciu przez chirurgów dwóch okrągłych otworów o średnicy 5 cm po obu stronach jego czaszki, powyżej obszarów mózgu, w których ruch jest kontrolowany.

Następnie włożyli dwa implanty w kształcie dysku do dwóch czujników przymocowanych do hełmu na głowie.

„Wcześniej czułem, że system mnie kontroluje, ale teraz ja to kontroluję” — powiedział Oskam, odnosząc się do poprzedniego projektu komputerowego.

"Obserwowanie, jak chodzi tak naturalnie, jest bardzo wzruszające" - powiedział prof. Courtine, którego ostatecznym celem jest miniaturyzacja technologii i komercjalizacja jej, tak aby mogła być wykorzystywana w codziennym życiu ludzi.

„To zmiana paradygmatu w stosunku do tego, co było dostępne wcześniej”.

dostępność