Спустя десять лет после этой парализующей аварии Паттерсон восстанавливает свою независимость благодаря операции по восстановлению интерфейса мозг-компьютер.
Брэндон Паттерсон не двигал пальцами в течение девяти лет из-за травмы спинного мозга. Но недавно он почувствовал, как они подергиваются.
Разумеется, никаких физических движений не было. 41-летний Паттерсон парализован от груди и ниже с тех пор, как в 2017 году в результате аварии с опрокидыванием джипа он потерял связь с окружающим миром ниже плеч.
Недавно он принял участие в новаторском клиническом исследовании в Университете здравоохранения Колорадо и Медицинском кампусе Университета Колорадо Аншутц, где ему была имплантирована технология интерфейса «мозг-компьютер» (BCI).
CBS News сообщила, что ключевым нововведением в операции Паттерсона является стратегическое перемещение интерфейса «мозг-компьютер». Обычно стандартные имплантаты BCI нацелены на первичную моторную кору для запуска основных мышечных движений, но эта процедура задействовала более высокофункциональную кору головного мозга. Сообщается, что это первый в мире имплантат головного мозга, воздействующий на высшие отделы коры, для парализованного пациента.
Технология фокусируется на центрах мозга, отвечающих за намерения, планирование и принятие решений, задействуя эти специализированные области. Это позволяет компьютеру интерпретировать, что именно хочет сделать пациент, а не просто какую мышцу нужно задействовать.
Интересно, что это может привести к более интуитивному управлению внешними устройствами и более глубокому пониманию того, как мысли превращаются в действия.
«Эта операция — важный шаг вперед не только для этого пациента, но и для нейронауки в целом», — сказал Дэниел Крамер, доктор медицинских наук, доцент кафедры нейронауки Медицинской школы Аншутца при Университете Колорадо и нейрохирург в UCHealth.
«Хотя большинство процедур, связанных с интерфейсом мозг-компьютер, сосредоточены только на моторных областях мозга, имплантация этого устройства в более высокоуровневые области мозга позволит получить новые представления о том, как работает человеческий мозг во время повседневного мышления и движения», — добавил Крамер.
Сенсорная реконструкция
Спустя десять лет после этой парализующей аварии Паттерсон восстанавливает свою независимость благодаря устройству интерфейса мозг-компьютер, которое устраняет разрыв между мыслью и действием. Устройство функционирует как нейронный переводчик, записывая электрические сигналы из его мозга и управляя внешними устройствами, такими как компьютеры и роботизированные конечности.
Помимо движения, система уникальным образом использует сенсорную стимуляцию, чтобы восстановить связь Паттерсона со своим физическим «я», стремясь впервые за 10 лет вернуть ему ощущение прикосновения к рукам.
Сообщается, что вскоре после процедуры Паттерсон достиг нескольких важных нейрофизиологических показателей. Наиболее заметным из них стало появление «фантомных» сенсорных ощущений, когда он чувствовал движение своих пальцев, несмотря на физический паралич.
В настоящее время он проходит интенсивную двигательную тренировку, чтобы научиться преобразовывать мысли в цифровые действия — например, управлять курсором компьютера — одновременно мысленно проигрывая сложные физические задачи.
Это шаг вперед в области двунаправленного обучения, симбиотического процесса, в котором компьютеры расшифровывают нейронные паттерны Паттерсона. И в то же время мозг тренируется генерировать специфические сигналы, необходимые для управления внешними машинами.
Перспективные методы лечения
Это устройство останется с пациентом на долгие годы, предоставляя врачам редкую возможность долговременного наблюдения за повседневной работой мозга — от принятия сложных решений до его реакции на стимуляцию.
Это долгосрочное исследование отслеживает, как мозг справляется с задачами высокого уровня, такими как принятие решений, планирование и усвоение правил. В целом, оно может дать редкую возможность заглянуть в то, как эти сигналы развиваются с течением времени.
Более того, это межинституциональное сотрудничество между UCHealth, CU Anschutz, Caltech и USC направлено на восстановление автономии людей, страдающих от травм спинного мозга, БАС и других заболеваний двигательных нервов.
Поскольку исследование направлено на высокоуровневые кортикальные области, а не только на базовые двигательные функции, его последствия выходят далеко за рамки физического движения.
Анализ этих сложных нейронных связей и полученных данных в конечном итоге может открыть путь к разработке методов лечения когнитивных и эмоциональных расстройств, включая деменцию, расстройства настроения и различные нарушения когнитивного контроля.
Sourse: interestingengineering.com
