Мозговые импланты вернули парализованному человеку подвижность рук (2 фото)

До сих пор эксперименты с вживлением мозговых имплантов парализованным и утратившим речевые функции людям сводились к интерпретации мозговых импульсов компьютером для управления курсором мыши или синтеза речи. Американским учёным удалось впервые вернуть при помощи мозговых имплантов способность управлять движениями рук парализованному пациенту, как отмечается в публикации Nature Medicine.

Страдающий от паралича всех четырёх конечностей Кит Томас (Keith Thomas), как повествует Financial Times, согласился принять участие в эксперименте Института медицинских исследований Файнштейна в Нью-Йорке (New York’s Feinstein Institutes for Medical Research). Помимо двух мозговых имплантов с пятью массивами электродов, которые были установлены по итогам 15-часовой хирургической операции, на кожу верхних конечностей пациента были установлены датчики, позволяющие преобразовывать сигналы головного мозга в движения рук. Авторы эксперимента использовали метод двойного нейронного шунтирования для восстановления двигательных функций пациента. Если до операции пациент не мог поднимать руки, то после он уже на протяжении нескольких месяцев может самостоятельно принимать пищу и чувствовать прикосновения к верхним конечностям.


Чтобы сопоставить импульсы головного мозга Томаса с реальными движениями рук, были использованы алгоритмы машинного обучения, которые и позволили откалибровать систему, стимулирующую мышцы рук пациента электрическим током по сигналам мозга, обрабатываемых компьютером. За 35 недель, прошедших с момента операции, Томас смог восстановить 86 % мышечного тонуса правой и 62 % тонуса левой руки. Теперь он способен одновременно чесать одной рукой нос и вытирать другой рот, если объяснить это на практическом примере.


Была настроена и обратная связь, позволяющая Томасу понимать, с какой силой он сжимает руками предметы, и здесь тоже не обходится без посредничества компьютера. Учёными был разработан специальный датчик, который измеряет прикладываемое пациентом усилие при захвате предметов, а затем транслирует его в сигналы, отправляемые в головной мозг. Авторам эксперимента удалось добиться того, что Томас в 87 % случаев может захватывать пальцами рук пустые куриные яйца, не разрушая скорлупу механически. Эксперты отмечают, что именно наличие обратной связи в данном случае имеет особую ценность для науки, поскольку позволяет совершенствовать технологии реабилитации людей с параличом конечностей. В сфере мелкой моторики важно грамотное распределение усилий при взаимодействии с предметами. Авторам эксперимента в большей степени удалось преуспеть в восстановлении моторных функций, нежели сенсорных, а потому для дальнейшей работы имеется серьёзный задел.