1. SPIDER'S WEB
  2. Nauka
  3. Tech

To może być absolutny przełom! Jest sposób, jak przywrócić czucie w kończynach u osób z przerwanym rdzeniem kręgowym

paraliż

Jak na razie brzmi to jak medycyna przyszłości, wręcz z pogranicza fantastyki. Mimo to istnieje szansa, że już wkrótce jeden mikroskopijny implant będzie w stanie przywrócić ludziom po poważnych urazach rdzenia kręgowego panowanie nad kończynami. Być może ponownie będą w stanie doświadczyć uczucia dotyku.

W periodykach badawczych Frontiers in Neuroscience oraz Brain Stimulation opublikowano właśnie dwa obszerne artykuły naukowe opisujące plan wszczepiania do mózgu pacjentów z paraliżem niewielkich elektrod, które za pomocą komputera będą przesyłały bezpośrednio do mięśni w nogach sygnały pozwalające na sterowanie nimi bez udziału np. przerwanego rdzenia kręgowego.

Aktualnie osoby, które wskutek urazu czy wylewu doświadczyły paraliżu, nie są w stanie ani poruszać, ani czuć dotyku za pomocą swoich kończyn. Naukowcy z Instytutu Badań Medycznych Feinsteina oraz Northwell Health przekonują jednak, że stworzyli system będący w stanie to ominąć. Składa się on z niewielkich elektrod wprowadzanych głęboko w zwoje mózgu. Tam jest w stanie rejestrować i dekodować sygnały z mózgu odpowiadające za np. chęć poruszenia kończyną czy też konkretnym palcem, a następnie wysyłać tak zinterpretowaną informację do komputera. Ten z kolei przekazuje ją do elektrod stymulujących konkretne mięśnie w kończynach.

W efekcie w ten sposób można stworzyć nowy sposób komunikacji między mózgiem a kończynami, który do działania nie wymaga przesyłania impulsów elektrycznych przez uszkodzony rdzeń kręgowy. Co ważne, nie jest to praca czysto teoretyczna. Naukowcom udało się już w ten sposób przywrócić kontrolę nad dłonią jednemu młodemu człowiekowi, który uległ przerwaniu rdzenia kręgowego w wypadku, do którego doszło podczas nurkowania cztery lata wcześniej. Po tak długim czasie ponownie mógł poruszać swoją dłonią i nie musiała to być proteza, a jego prawdziwa ręka.

Ruch to jedno, ważny jest też dotyk

Jest jednak jeszcze jeden aspekt komunikacji między mózgiem a kończynami, który jest równie ważny co możliwość poruszania rękoma czy nogami. Dotychczas skupiano się na badaniach możliwości przesyłania informacji z mózgu do kończyn. Jednak ważna jest także komunikacja w przeciwnym kierunku. Osoby zdrowe ogrom informacji o otaczającym je świecie otrzymują właśnie przez zmysł dotyku. Odczuwanie np. nacisku na opuszki palców, gdy czegoś dotykamy, generuje w mózgu informację o twardości, fakturze czy temperaturze dotykanego obiektu. Co więcej, jeżeli zamkniemy oczy, jesteśmy w stanie określić położenie swoich kończyn czy palców w przestrzeni. W toku prowadzonych badań na trzech osobach naukowcy ustalili, że są w stanie precyzyjnie zidentyfikować w mózgu obszary aktywowane przez zmysł dotyku oraz przez informacje o położeniu dłoni, palców czy stóp w przestrzeni.

Skoro wiemy, gdzie w mózgu pojawiają się te informacje, to teoretycznie można byłoby te informacje z dłoni i palców poprzez komputer przesyłać dokładnie do tych samych obszarów mózgu. To pozwoliłoby osobie sparaliżowanej poczuć swoje dłonie i korzystać ponownie ze zmysłu dotyku.

Naukowcy ustalili, że są w stanie umieścić elektrody w mózgu na tyle dokładnie, że następnie za pomocą specjalnych sygnałów są w stanie wywołać u osób sparaliżowanych uczucie dotyku czy mrowienia w opuszkach konkretnych palców. Badania przeprowadzone na trzech osobach wykazały, że przyglądając się tylko odczytom pracy konkretnych obszarów mózgu, badacze byli w stanie w 91 proc. przypadków prawidłowo ustalić, że dana osoba chce poruszyć palcem. Więcej, udawało się ustalić którym palcem chce poruszyć.

To właśnie wtedy naukowcy doszli do wniosku, że gdyby taką informację prawidłowo zinterpretować, a następnie przesłać bezpośrednio do aktywatorów mięśni w poszczególnych palcach, można byłoby przywrócić ruchomość dłoni. W tym celu po prostu na dłoni umieszcza się elektrodę, która przez skórę przesyła impuls do mięśni i stymuluje te, o których aktualnie myśli mózg.

Będą badania na ludziach

Projekt jest na tyle obiecujący, że amerykańska Federalna Administracja Leków (FDA) wydała właśnie zezwolenie na rozpoczęcie badań klinicznych na ludziach. W ramach badań testowane będą sensory umieszczane na opuszkach palców, które w kontakcie z różnymi przedmiotami będą przesyłały informacje o dotykanym obiekcie do mózgu.

W rozmowie z portalem Futurism główny autor powyższych artykułów naukowych Chad Bouton przekonuje, że to nie jest science-fiction, a realny przełom, na który czeka nawet 100 milionów ludzi na całym świecie dotkniętych paraliżem spowodowanym czy to wylewem, czy też przerwaniem rdzenia kręgowego.

Oczywiście przed zespołem wciąż jeszcze dużo pracy, ale Bouton jest przekonany, że za kilka lat na rynku mogą pojawić się już pierwsze komercyjne wersje tej technologii. Zanim jednak do tego dojdzie, wyzwaniem będzie stworzenie możliwie najmniej inwazyjnego implantu (wszak trzeba go wprowadzić bezpośrednio do mózgu, aby sygnały trafiały z możliwie najmniejszymi opóźnieniami do odpowiednich obszarów mózgu), a jednocześnie aktywującego możliwie najwięcej kluczowych obszarów mózgu. Oprócz tego trzeba przeprowadzić badania, które pozwolą ustalić, na jak długo można takie milimetrowe elektrody pozostawić w mózgu bez wywoływania jakichkolwiek negatywnych skutków. Nie zmienia to jednak faktu, że jesteśmy coraz bliżej tego celu. Kiedy naukowcy go osiągną, to będzie to technologia, która ma szansę poprawić jakość życia nawet 100 mln osób na całym świecie. I to jest coś, o co warto walczyć.