Технология «цифрового моста» позволила парализованному человеку снова ходить

Группа нейробиологов из Швейцарии помогла мужчине, который был парализован 12 лет назад в результате серьезной аварии на мотоцикле, снова ходить – сообщает портал «Хайтек+»¹. Ученые разработали имплантат, который создает «цифровой мост» между головным и спинным мозгом, передает между ними импульсы и в целом облегчает деятельность центральной нервной системы. Но у разработки есть ограничения, поскольку это высокоинвазивный метод лечения — электроды размешаются в черепе и спинном мозге.

Ходьба кажется многим автоматическим процессом, но на деле требует координации между головным мозгом, спинным мозгом и мышцами ног. Чтобы приказать ногам двигаться вперед, мозг должен послать исполнительные команды нейронам в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга, который затем передает эти команды нижним конечностям. Если путь между головным мозгом и пояснично-крестцовым отделом позвоночника поврежден или разорван, эти исполнительные команды не могут выполняться, что делает ходьбу невозможной.

Это и произошло с мужчиной, парализованным ниже бедра в возрасте 28 лет. Авария привела к повреждению нейронов его пояснично-крестцового отдела спинного мозга, из-за чего его мозг не мог передавать команды. Интерфейс мозг-позвоночник или «цифровой мост» восстановил пути между головным мозгом пациента и пояснично-крестцовым отделом спинного мозга.

«Цифровой мост» начинается с электродов, имплантированных в череп, и ведет к электродам в спинном мозге мужчины. Первые электроды улавливают электрические сигналы в мозгу, которые передают намерения человека или его следующие движения. Ученые расшифровали эти сигналы с помощью искусственного интеллекта и сопоставили их с движениями мышц. Считанные и распознанные сигналы передаются на имплантат спинного мозга, который отправляет их в нижнюю часть тела.

Во время первого этапа лечения пациент восстановил способность двигать бедрами. Следующие несколько месяцев ушли на оттачивание интерфейса, чтобы лучше предсказывались действия, связанные с ходьбой.

Через год мужчина мог ходить, использовать ступеньки и пандусы, а также садиться и выходить из машины.

Предыдущие попытки восстановить подвижность у парализованных пациентов включали постоянную электрическую стимуляцию спинного мозга. Чтобы осуществить это, носимые датчики движения должны предсказывать следующие действия тела на основе остаточных движений или компенсационных стратегий, таких как дополнительные усилия по балансировке. Но носить массив датчиков движения неудобно, а расчеты системы несовершенны, что приводит к неестественным и неудобным для меняющейся местности моделям ходьбы.

Размещение электродов в черепе и спинном мозге является высокоинвазивным, поэтому не подходит для всех. Также он не сработает при параличе спинного мозга. Тем не менее экспериментальная система может стать надеждой тех, кто лишен возможности передвигаться.