В историческом клиническом испытании исследователи успешно имплантировали микрочипы в мозг парализованного человека.
Эта новаторская процедура в сочетании с разработанными алгоритмами искусственного интеллекта создала «двойной нейронный обход» — электронный мост, обеспечивающий связь между мозгом и телом. Следовательно, участник испытания, парализованный в результате несчастного случая при нырянии, восстановил чувствительность и движение в руке.
Это испытание знаменует собой революционный подход к лечению паралича.
В первом в своем роде клиническом испытании исследователи биоэлектронной медицины, инженеры и хирурги повторно связали мозг с телом и спинным мозгом.
Этот двойной нервный обход образует электронный мост, который позволяет информации снова проходить между парализованным телом человека и мозгом, чтобы восстановить движение и ощущения в руке, а также прочные улучшения в его руке и запястье.
Исследовательская группа представила новаторский прогресс участника испытания через четыре месяца после 15-часовой операции на открытом мозге, которая состоялась в Университетской больнице Северного берега (NSUH).
«Это первый случай, когда мозг, тело и спинной мозг были соединены электронным способом у парализованного человека, чтобы восстановить устойчивое движение и чувствительность», — комментирует Чад Бутон (Chad Bouton), профессор Института биоэлектронной медицины Института Файнштейна (Feinstein Institutes for Medical Research).
«Когда участник исследования думает о том, чтобы пошевелить рукой или кистью, мы «перегружаем» его спинной мозг и стимулируем его мозг и мышцы, чтобы помочь восстановить связи, обеспечить сенсорную обратную связь и способствовать выздоровлению. Этот тип терапии, управляемой мыслями, меняет правила игры. Наша цель — однажды использовать эту технологию, чтобы дать людям, живущим с параличом, возможность жить более полной и независимой жизнью».
45-летний Кит Томас (Keith Thomas) из Массапекуа, штат Нью-Йорк, парализованный ниже груди, стал первым человеком, использовавшим эту технологию. В разгар пандемии, 18 июля 2020 года, в результате несчастного случая при нырянии Томас получил травму на уровне C4 и C5 позвонков в позвоночнике, в результате чего он не мог двигаться и потерял чувствительность от шеи и ниже.
Один и изолированный в больнице более шести месяцев, Томас обрел новую надежду, участвуя в клиническом испытании профессора Бутона, и благодарен за то, что стал частью чего-то столь исторического и большего, чем он сам.
«Было время, когда я не знал, буду ли я вообще жить и хочу ли я этого, если честно. И теперь я чувствую прикосновение кого-то, кто держит меня за руку. Это ошеломляет», — рассказывает Томас.
«Единственное, что я хочу сделать, это помочь другим. Это всегда было тем, в чем я был лучшим. Если это может помочь кому-то еще больше, чем помогло мне где-то в будущем, оно того стоит».
Более ста миллионов человек во всем мире живут с той или иной формой двигательного нарушения или паралича. Это клиническое испытание направлено на восстановление длительного физического движения вне исследовательской лаборатории и восстановление осязания.
Ученые потратили месяцы на картографирование мозга Томаса с помощью функциональной МРТ, чтобы точно определить области, ответственные как за движение рук, так и за за ощущение прикосновения в его руке.
Вооруженные этой информацией, хирурги во главе с Ашешем Мехтой (Ashesh Mehta) и Нетанелем Бен-Шалом (Netanel Ben-Shalom), нейрохирургом в больнице Нортвелл Ленокс Хилл (Northwell Lenox Hill Hospital), провели 15-часовую операцию, во время которой участник исследования не спал и имел обратную связь с хирургами в режиме реального времени.
Когда хирурги исследовали участки поверхности его мозга, мистер Томас рассказывал им, какие ощущения он ощущал в своих руках.
«Поскольку у нас были изображения Кита, и он разговаривал с нами во время операции, мы точно знали, где размещать мозговые имплантаты», — комментирует Мехта.
«Мы вставили два чипа в область, отвечающую за движение, и еще три — в область мозга, отвечающую за осязание и осязание пальцев».
Вернувшись в лабораторию, через два порта, торчащие из головы мистера Томаса, он подключается к компьютеру, который использует ИИ для чтения, интерпретации и преобразования его мыслей в действие, что известно как мыслезависимая терапия и основа подхода двойного нейронного обхода.
Обход начинается с намерений мистера Томаса (например, он думает о том, чтобы сжать свою руку), что посылает электрические сигналы от его мозгового имплантата на компьютер. Затем компьютер посылает сигналы на очень гибкие, неинвазивные электроды, которые накладываются на его позвоночник и мышцы рук, расположенные на его предплечье, чтобы стимулировать и способствовать функционированию и восстановлению.
Крошечные датчики на кончиках его пальцев и ладони отправляют информацию о прикосновении и давлении обратно в сенсорную область его мозга, чтобы восстановить ощущения. Этот электронный мост с двумя плечами образует новый двойной нейронный шунт, направленный на восстановление как движения, так и осязания.
В лаборатории мистер Томас теперь может двигать руками по своему желанию и теперь может чувствовать прикосновение своей сестры, когда она поддерживает его руку. Это первый раз, когда он что-то чувствует за три года после аварии.
Примечательно, что исследователи считают, что Томас уже начинает постепенно восстанавливаться после травм благодаря этому новому подходу, который может навсегда исправить некоторые повреждения. Сила его рук увеличилась более чем вдвое с момента регистрации в исследовании, и он начинает испытывать новые ощущения в предплечье и запястье, даже когда система выключена.
Предыдущие исследования профессора Бутона, а позже и других групп ученых, использовали один нейронный шунт, чтобы помочь людям снова двигать парализованными конечностями своими мыслями. В этих случаях врачи имплантировали в мозг один или несколько микрочипов, которые полностью обходили травму спинного мозга, и использовали стимуляторы для активации целевых мышц.
Однако этот подход работал только тогда, когда участники были подключены к компьютерам, часто доступным только в лабораториях, и не восстанавливал движение и чувствительность конечности, одновременно способствуя пластичности для длительного естественного восстановления.
Есть надежда, что мозг, тело и спинной мозг заново научатся общаться, и благодаря двойному нервному шунтированию в месте повреждения будут созданы новые пути, подобно тому, как почка может регенерировать, чтобы преодолеть травму или болезнь.
«Миллионы людей живут с параличом и потерей чувствительности, с ограниченными возможностями для улучшения их состояния», — заключает Кевин Трейси, генеральный директор Института Файнштейна.
«Профессор Бутон и его команда стремятся продвигать новые биоэлектронные технологии и открывать новые клинические пути для восстановления движения и чувствительности».
Статья по теме: парализованная женщина «говорит» при помощи цифрового аватара
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.