Nauka / Artykuł

Sparaliżowany pacjent odzyskał czucie w ręce. Pomógł rękaw z komputerem podłączonym do mózgu

169 interakcji
dołącz do dyskusji

Najnowsza wersja interfejsu mózg-komputer stworzonego przez naukowców z Battelle Memorial Institute może okazać się przełomem w leczeniu paraliżu i uszkodzeń rdzenia kręgowego. Lub, jak kto woli, cudem.

Ian Burkhart doznał poważnego urazu rdzenia kręgowego po niefortunnym skoku do wody w wieku 18 lat. Przerwane połączenia nerwowe poskutkowały rozległym paraliżem – Ian został przykuty na stałe do łóżka, mogąc poruszać tylko rękoma i to w bardzo ograniczonym zakresie – łokcie i ramiona pozostały sprawne, lecz o czuciu i kontroli nad dłońmi nie było mowy. Koszmar jakich mało.

Pokonać paraliż

Przypadkiem Burkharta zainteresował się Patrick Ganzer z Battelle Memorial Institute, który pracował akurat nad stworzeniem interfejsu mózg-komputer, który działałby jako pomost i łączył ponownie przerwane połączenia nerwowe. Tak narodził się projekt NeuroLife, który przez ostatnie sześć lat starał się przywrócić Ianowi czucie w prawej ręce.

Interfejs NeuroLife to system składający się z elektrod przymocowanych do wygodnego rękawa elastycznego, zakładanego na przedramię i podłączonych do miniaturowego układu komputerowego podłączonego bezpośrednio do mózgu, a konkretniej – do kory ruchowej, czyli obszaru kory mózgowej, który jest odpowiedzialny za planowanie i wykonywanie ruchów dowolnych ciała.

Pomysł Ganzera był dobry. Pierwszy działający prototyp pozwolił Burkhartowi na wykonywanie prostych czynności prawą dłonią – podnosić małe przedmioty, samodzielnie napić się ze szklanki, etc. Problemem był jednak brak informacji zwrotnych. Metaforyczny pomost zbudowany nad przerwanym połączeniem nerwowym działał bowiem tylko w jedną stronę.

— Pomimo początkowego, ogromnego sukcesu, Ian nie mógł pozbyć się wrażenia, że jego ręka jest obca. Odczucie spowodowane było brakiem sensorycznych informacji zwrotnych, co oprócz dziwnego uczucia objawiało się również problemami związanymi z kontrolowaniem samej kończyny. Ian musiał bezustannie i bardzo uważnie obserwować ruchy wykonywane za pośrednictwem interfejsu, przez co wykonywanie dwóch czynności jednocześnie było dla niego niemożliwe – tłumaczy Ganzer.

Prototyp numer dwa

Ganzer wiedział, że do poprawnego działania jego interfejsu, należy wzbogacić go o funkcję odbierania informacji zwrotnych ze sparaliżowanej dłoni. Konkretnie chodzi tu o dotykowe sprzężenia zwrotne. Odzyskanie naturalnego czucia było oczywiście niemożliwe, więc zespół naukowców pod kierownictwem Ganzera postawił na rozwiązanie przesyłające impulsy podobne do wibracji urządzeń elektronicznych (na przykład w telefonie) z powrotem do mózgu Iana.

Technologia ta wbrew pozorom jest już całkiem dobrze znana, tyle że ze… sztucznych protez. Dlatego jej przystosowanie do żywej, tylko sparaliżowanej ręki nie była taka prosta. Ganzer zdecydował się na wzmocnienie sygnału z układu somatosensorycznego, czyli części sensorycznego układu nerwowego, odpowiedzialnej za czucie.

Dzięki takiemu zabiegowi, implant umieszczony w jego mózgu był w stanie dekodować wzmocniony sygnał. To z kolei umożliwiło Ianowi czucie przedmiotów, które chwyta w dłoń, dzięki czemu nie musi już uważnie przyglądać się każdemu ruchowi, który wykonuje jego prawa ręka i instynktownie czuje ile siły musi użyć żeby podnieść plastikowy kubek, czy kulę bilardową.

Połowiczny sukces

Drugi, umożliwiający pacjentowi czucie prototyp interfejsu działa na razie jedynie w warunkach laboratoryjnych. Aktualnym priorytetem zespołu Ganzera jest stworzenie wersji, z której Ian będzie mógł korzystać u siebie w domu.

— Jednym z naszych priorytetów jest stworzenie przenośnego systemu, dzięki czemu można by zainstalować go na wózku inwalidzkim. Nasz interfejs jest w stanie zapewnić sparaliżowanym pacjentom znacznie większą kontrolę w ich świecie – mówi Ganzer.

Przenośność systemu to jedno. Równie ważnym pytaniem pozostaje, czy za pośrednictwem interfejsu opracowanego przez Ganzera Ian będzie w stanie odzyskać czucie i kontrolę nad pozostałymi kończynami. Gdyby ta sztuczka się udała, tysiące sparaliżowanych osób na całym świecie otrzymałyby drugą szansę od losu.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst