В 2011 году Голландец Герт-Ян Оскам повредил позвоночник при падении с велосипеда и с тех пор не мог ходить. Через 6 лет ему имплантировали электроды, которые позволили двигаться вновь (но не очень хорошо) за счет возбуждения моторных нейронов, ведущих к мышцам ног. Теперь международная группа ученых дополнила интерфейс дополнительной беспроводной системой, которая создает «цифровой мост» между головным и спинным мозгом. Пациент может обходить препятствия и подниматься по ступеням, а походка стала более плавной. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Схема работы «двойного» электростимулятора. Credit: Henri Lorach et al. / Nature 2023
После того, как Герт-Ян Оскам стал парализованным, ему в качестве эксперимента вживили электроды в верхнюю часть спинного мозга. Они передавали возбуждающие сигналы моторным нейронам, ведущим к мышцам ног. Устройство позволяло ему ходить, но движения были неестественными. К тому же они в основном ограничивались несколькими шагами. Конечно, Герту-Яну хотелось большего. Усилиями группы ученых из разных стран удалось разработать дополнительный интерфейс, который фиксирует мозговые волны, сигнализирующие о желании сделать шаг, и передает его с датчиков на черепе к спинальному стимулятору, который заставляет двигаться мышцы ног. Это беспроводная технология – от головного мозга сигнал поступает на ноутбук за спиной пациента, там сигнал декодируется и передается уже на электроды в спинном мозге, а от них – к ногам.
Хотя интерфейсы электростимуляции для коррекции частичного паралича применяются уже довольно давно, никогда еще их не комбинировали вместе. Такой «двойной» интерфейс оказался гораздо лучше, чем просто электростимуляция моторных нейронов. Теперь Оскам может гораздо лучше ходить на костылях: походка стала естественней, он может преодолевать препятствия, менять траекторию и подниматься по лестничным ступенькам.
Несмотря на то что этот результат достигнут у единственного пациента, его можно считать буквально прорывным в науке. Этот интерфейс был представлен на ежегодной премии BCI (Brain-Computer Interface) Award 2022 и занял там первое место.
Текст: Дарья Тюльганова
Walking naturally after spinal cord injury using a brain–spine interface by Henri Lorach et al. in Nature. Published May 2023.
Свежие комментарии