Паралізований пацієнт знову відчуває відчуття Media Technology
Паралізований пацієнт знову відчуває відчуття
Вперше вчені викликали природні відчуття в руці паралізованої людини, стимулюючи певну область мозку крихітним набором електродів. У пацієнта травма спинного мозку високого рівня, і, крім того, що він не може рухати кінцівками, він також не може їх відчути. Це відкриття могло колись дозволити паралізованим людям, які використовують протези кінцівок, відчути фізичну реакцію від датчиків, розміщених на цих пристроях.
Соматосенсорна кора
Соматосенсорна кора - це мозкова смуга, яка керує тілесними відчуттями, як пропріоцептивні відчуття (відчуття руху або положення тіла в просторі), так і шкірні відчуття (тиск, вібрація, дотик тощо). До цього відкриття нейронні імплантати, націлені на подібні ділянки мозку, в основному створювали такі відчуття, як поколювання або гудіння в руці. Імплантат з лабораторії Андерсена здатний викликати набагато природніші відчуття шляхом внутрішньокоркової стимуляції, подібні до відчуттів, які відчував пацієнт до травми.
Електроди
Три роки тому пацієнт був паралізований в плечах після травми хребта. Два ряди крихітних електродів були хірургічно введені в її соматосенсорну кору в лікарні Кека USC, а дослідження людини проводились у Національному реабілітаційному центрі Ранчо Лос Амігос. Використовуючи електродні решітки, дослідники стимулювали нейрони в цій області дуже малими імпульсами електрики.
Пацієнт відчував різні природні відчуття - такі, як стискання, постукування, відчуття руху вгору та кілька інших - які варіювали залежно від інтенсивності, місця розташування, частоти, амплітуди та локалізації стимуляції. Електродні масиви. Вперше подібні природні відчуття викликає внутрішньокіркова нервова стимуляція.
Нейропротези
Наступним важливим кроком, на думку Андерсена, буде інтеграція цієї технології до існуючих нейронних протезів. У 2015 році лабораторія Андерсена розробила інтерфейси мозок-машина (ІМТ) для підключення протезованої роботизованої руки до електродів, імплантованих в область мозку, що регулює наміри. Таким чином, паралізований чоловік зміг за допомогою протезованої руки простягнути руку, схопити чашку і піднести її до рота, щоб випити. Підключення пристрою до соматосенсорної кори створить двосторонній ІМТ, який дозволить паралізованій людині знову відчувати себе, використовуючи протези кінцівок.
"В даний час єдиним зворотним зв'язком, який доступний для нейронних протезів, є візуальний, що означає, що учасники можуть спостерігати за роботою кінцівок, керованих мозку, для внесення коректив", - говорить Андерсен. “Однак, як тільки об’єкт схоплений, важливо мати також соматосенсорну інформацію, щоб вміло маніпулювати ним. Соматосенсорні відчуття, викликані стимуляцією, мають ту перевагу, що створюють відчуття інтеграції - робота-кінцівка є частиною їх тіла. "
Повна реставрація
"Ми знаємо, що безглузді кінцівки набагато менш корисні, і та сама концепція стосується нейропротезів", - говорить Чарльз Лю, директор Центру нейрореставрації USC, професор клінічної неврології та клінічної неврології. «Здатність відновлювати природні відчуття є надзвичайно важливим кроком у нашій меті - досягти повного відновлення неврологічної функції у пацієнтів з неврологічними пошкодженнями. "
Це дослідження було проведено в лабораторії Річарда Андерсена, Джеймса Г. Босуелла, професора неврології, голови Центру інтерфейсу мозку та машин Then Chen. Стаття з описом цього відкриття була опублікована 10 квітня в журналі eLife.