Meny Meny

Elektroniskt implantat hjälper förlamad man att gå igen i historiska första

Den revolutionerande trådlösa enheten, som läser hjärnvågor och skickar instruktioner till ryggraden för att röra rätt muskler, har gjort det möjligt för honom att återfå sin naturliga rörlighet helt enkelt genom att tänka på det.

2011 var Gert-Jan Oskam med om en motorcykelolycka som gjorde honom förlamad från midjan och nedåt. Nu, tack vare revolutionerande ny teknik, har neuroforskare gett honom kontroll över sin underkropp igen.

"I 12 år har jag försökt komma på fötter igen", sa han i en pressträff. "Jag har lärt mig att gå normalt, naturligt."

I en studera publiceras i tidningen Natur, schweiziska forskare detaljerade funktionaliteten hos enheten, som kort och gott ger en "digital bro" mellan Oskams hjärna och ryggraden, som kringgår alla skadade sektioner.

Detta har gjort det möjligt för honom att stå, gå, klättra i trappor och ta sig uppför en brant ramp med bara hjälp av en rullator.

Över ett år efter att implantatet sattes in har han behållit dessa förmågor, och har faktiskt visat tecken på neurologisk återhämtning, gå med kryckor även när implantatet stängts av.

Sensorer

"Vad vi har kunnat göra är att återupprätta kommunikationen mellan hjärnan och den region av ryggmärgen som styr benrörelser med en digital bro", förklarade professorn Gregoire Courtine vid Swiss Federal Institute of Technology (EPFL), som kör ett långvarigt program för att utveckla hjärn-maskin-gränssnitt för att övervinna förlamning.

"Systemet kan fånga Gert-Jans tankar och översätta dessa tankar till stimulering av ryggmärgen för att återupprätta frivilliga benrörelser."

Systemet, som (trots att det är uppmuntrande) fortfarande är på ett experimentellt stadium, fungerar genom att elektroniskt överföra Oskams tankar till hans ben och fötter via ett andra implantat i ryggraden.

Med hjälp av trådlösa signaler återansluter den hjärnan med muskler som görs oanvändbara när ryggmärgsnerver är brutna.

Detta skiljer sig från ett tidigare försök, där Oskam var kopplad till en dator som skickade återskapanden av de rytmiska stegen att gå till hans ryggrad, även om rörelsen var ganska robotisk och måste utlösas av en knapp eller sensor.

Forskare övervakar hjärnan

I den här uppdateringen installeras elektroder på Oskams hjärna som upptäcker neural aktivitet när han försöker röra sina ben.

Avläsningarna bearbetas sedan av en avkodare för artificiell intelligens som förvandlar dem till pulser, som skickas till ytterligare elektroder i ryggraden, vilket aktiverar nerver och muskler för att producera den avsedda rörelsen.

Denna algoritm kan ta hänsyn till små variationer i riktningen och hastigheten för varje muskelkontraktion eller avslappning och eftersom signalerna skickas var 300:e millisekund kan Oskam snabbt justera sin strategi baserat på vad som fungerar och vad som inte fungerar. Det verkar också öka rehabiliteringen.

"Det är mer än 10 år efter ryggmärgsskadan," sa Prof Courtine.

Föreställ dig när vi applicerar den digitala bron några veckor efter ryggmärgsskada. Potentialen för återhämtning är enorm.'

Grafik som visar hur implantat i hjärnan och ryggraden kan hjälpa till att förmedla en signal till nervceller i benen

Enligt forskningen innebar operationen för att hjälpa Oskam att återfå sin naturliga rörlighet att kirurger skar två cirkulära hål på varje sida av hans skalle, 5 cm i diameter, ovanför de områden i hjärnan där rörelsen kontrolleras.

De satte sedan in två skivformade implantat till två sensorer fästa vid en hjälm på hans huvud.

"Jag kände förut att systemet styrde mig, men nu kontrollerar jag det", sa Oskam och syftade på det tidigare datorbaserade projektet.

"Att se honom gå så naturligt är så gripande", sa Prof Courtine, vars slutliga mål är att miniatyrisera tekniken och kommersialisera den så att den kan användas i människors vardag.

"Det är ett paradigmskifte i vad som fanns tillgängligt tidigare."

Tillgänglighet