Сможем ли мы победить паралич с помощью имплантатов в мозгу?
Александра Дегтярева
vmedia.one
«Паралич» для многих звучит как приговор. Тем не менее ученые стараются придумать, как его победить и вернуть людям свободу. Сразу несколько команд ученых в мире тестируют технологию имплантатов для решения данной задачи. Автор MIT Technology Review написал интересный обзор по данной тематике, а мы постарались перевести его для вас. Читаем!

Бегающая обезьяна

«Иди, иди!» — пульсировала мысль в голове у Грегори Куртина. Французский невролог смотрел, как макака агрессивно сгорбилась на одном из концов беговой дорожки.

Его команде пришлось сперва использовать нож, чтобы проникнуть в спинной мозг животного и парализовать его правую ногу. Теперь же Куртин хотел доказать, что он сможет заставить обезьяну снова ходить. Для этого он и его коллеги установили записывающее устройство внутри черепа животного так, чтобы оно касалось того участка коры головного мозга, который приводит к сокращениям мышц, и подшили специальную пластину гибких электродов вокруг спинного мозга животного, ниже ранее нанесенной травмы. Два устройства были соединены между собой беспроводной связью. Результат: первая часть системы считывала желание обезьяны двигаться — и тут же передавала его в спинной мозг в виде всплесков электрических стимуляций. Очень быстро правая нога животного начала двигаться.
«Обезьяна думала, а потом бум — и она пошла!» — вспоминает ликующий Куртин, профессор Политехнической школы Лозанны (Швейцария).
От чтения мыслей — к первым движениям!

За последние годы животные в лабораториях и несколько человек смогли контролировать курсоры на экранах компьютеров или даже роботизированные руки только силой своих мыслей с помощью имплантатов, подключенных к разного рода девайсам. Теперь исследователи уверенно шагают на пути к победе над параличом. Для этого они используют технологии чтения мыслей, сообщающиеся через беспроводную связь с непосредственно электрическими стимуляторами на теле, создавая то, что Куртин называет «обходной дорогой нейронов» (в обход поврежденным участкам нервной системы): мысли людей могут снова двигать конечности.

В Университете Кейс Вестерн Резерв в Кливленде парализованный пациент средних лет, который может двигать только головой и плечом, согласился на установку в его мозг двух записывающих имплантатов того же типа, что Куртин использовал в обезьянах. Изготовленные из кремния, меньше почтовой марки, эти устройства включают в себя тончайшие, словно волоски, металлические зонды и могут «слушать», как нейроны отдают команды.

Для завершения «обходной дороги нейронов» команда Университета Кейса во главе с Робертом Киршей и Болу Аджибойе также вживила более 16 тонких электродов в мышцы руки и кисти пациента. На видео эксперимента можно увидеть, как доброволец медленно поднимает руку с помощью подпружиненного подлокотника и может делать хватательные движения кистью. Он даже поднимает чашку с соломинкой к губам. Без такой системы он не может делать ничего из этого.

Если вы думаете, что это просто, то попробуйте посидеть весь день на руках. Это даст вам представление о разрушительных последствиях травм спинного мозга. В парализованном состоянии вы не можете почесать нос или взъерошить волосы ребенка.
«Но если у вас есть это устройство, — говорит Куртин, протягивая руку к красной чашке эспрессо и поднимая ее ко рту в намеренно актерской манере, — оно изменит вашу жизнь».
Результаты команды Кейса сейчас находятся в ожидании публикации в медицинском журнале и являются частью более широких усилий, направленных на использование имплантированной электроники, чтобы помочь восстановить различные чувства и способности. Помимо лечения паралича, ученые надеются использовать так называемое нейронное протезирование, чтобы обратить вспять слепоту и, возможно, восстановить воспоминания, потерянные во время болезни Альцгеймера.

И они знают: это может сработать. Рассмотрим кохлеарные имплантаты, позволяющие компенсировать ряду пациентов потерю слуха. Такие устройства используют микрофон для передачи сигналов непосредственно на слуховой нерв. Использование данного типа имплантатов мы можем наблюдать в вирусных видео в Интернете, когда глухие дети впервые слышат голос матерей. Таким образом медики смогли побороть глухоту уже более чем в 250 000 случаев.

Но чтобы нейронное протезирование смогло помогать людям, нужно еще долго и упорно работать. Впервые пациент смог с помощью зонда в мозге передвигать курсор по экрану компьютера в 1998 году. Но это и несколько других впечатляющих достижений совместной работы мозга и имплантатов не нашли широкое практическое применение. Технология остается слишком радикальной и сложной, чтобы выйти за границы лаборатории. «Двадцать лет работы — и ничего в клинике! — восклицает Куртин. — Мы продолжаем раздвигать границы, и это очень важный вопрос: обратится ли когда-либо данное направление в конкретные продукты».

«Люди предпочли бы восстановиться в их повседневной личности. Они хотят быть реанимированными»

Лаборатория Куртина находится в головокружительном здании из стекла и стали в Женеве, в которой также размещается центр стоимостью $100 млн, финансируемый специально для решения остающихся технических препятствий для нейротехнологий швейцарским миллиардером Хансйоргом Виссом. Данный центр берет на работу экспертов из компаний-производителей медицинского оборудования и швейцарских часовых фирм. Он оснащен чистыми комнатами, где золотые провода напечатаны на каучуковых электродах, которые могут растянуться, как это делают наши тела.

Глава центра — американец Джон Донохью — в прошлом руководил развитием мозговых имплантатов в США. Два года назад переехал в Женеву. Сейчас он пытается собрать в одном месте огромные технические ресурсы и таланты — квалифицированных технологов и врачей, необходимых для создания коммерчески жизнеспособных систем.

Среди главных приоритетов Донохью — «нейрокомм», ультракомпактное беспроводное устройство, которое может собирать разные данные из головного мозга со скоростью Интернета. «Радиоприемник в вашей голове», — называет это Донохью, а также «самый сложный коммуникатор в мозгу в мире». Прототипы — размером со спичечный коробок — изготовлены из биосовместимого титана с сапфировой вставкой. Куртин использовал более раннюю, громоздкую версию в своих тестах на обезьянах.

Донохью говорит, что какими бы сложными ни были технологии и как медленно ни проходил бы прогресс, «обходные пути нейронов» следует доработать: пациенты хотят их.
«Спросите кого-нибудь, хотели бы они двигать собственной рукой, — говорит он. — Люди предпочли бы восстановиться в их повседневной личности. Они хотят быть реанимированными».
Технология может быть доступна в течение 10–15 лет.
Made on
Tilda