Вчені вважали думки паралитиков і повернули їм здатність ходити

Опубликованно 20.05.2019 18:24

МОСКВА, 20 травня – РІА Новини. Нейрофізіологи створили пристрій, що дозволяє керувати роботою м'язів в руках і ногах, не вбудовуючи електроди в мозок або в периферійні нервові волокна. Вони використовували його для того, щоб вважати думки двох паралитиков і змусити їх тіло зробити кілька кроків, і описали результати дослідів в журналі Scientific Reports.

"На жаль, немає якоїсь магічної таблетки, яка могла б повністю вилікувати пошкоджений спинний мозок. Схоже, що нам доведеться об'єднати одразу кілька методик його реабілітації і інші технології для того, щоб повернути людям рухливість", — заявив Мігель Николелис (Miguel Nicolelis) з університету Дьюка в Дареме (США).

Николелис, один з головних піонерів в області нейропротезирования, вже кілька років працює над створенням нейроинтерфейсов. Вони являють собою набори мікрочіпів, особливих електродів і комп'ютерних програм, що дозволяють підключати до мозку людини і тварин кібер-кінцівки, штучні очі і навіть ті органи почуттів, аналогів яких немає в природі – тепловізори і рентгеновизоры.

У 2013 році його наукова група вперше змогла підключити мозок тварини до віртуальної кінцівки, яка існує тільки на екрані комп'ютера, а в 2014 році екзоскелет, створений Николелисом і його соратниками, допоміг бразильському інваліду Хулиано Пінто, паралізованому в результаті ДТП, відкрити чемпіонат світу 2014 року з футболу, стусонувши символічний м'яч турніру.

3 березня 2016, 17:35Вчені створили інвалідного візка, який керується силою думкиНейрофізіологи з університету Дьюка створили нову систему зв'язку між комп'ютером і мозком людини, яка дозволяє повністю паралізованим мавп керувати рухом інвалідної коляски за допомогою сили думки.

Три роки тому Николелис і його колеги реалізували наступний логічний крок в цих експериментах – вони створили роботизовану інвалідну коляску і нейроинтерфейс, який дозволяє керувати нею за допомогою сили думки. Як і всі інші розробки подібного типу, "підключення" до неї інваліда вимагало встановлення спеціального чіпа і набору електродів у мозок.

Ці успіхи змусили вчених задуматися про те, чи можна реалізувати подібну процедуру, не вдаючись до потенційно фатальним і небезпечним для пацієнтів операціях на мозку і на непошкоджених ділянках спинного мозку.

У вирішенні цього завдання їм допомогло те, що цікаве спостереження, яке Николелис і його зробили, вивчаючи різні методики реабілітації частково пошкодженого спинного мозку за допомогою його стимуляції електричними і магнітними полями. Сьогодні подібні прийоми використовуються не тільки для допомоги паралитикам, але і для боротьби з наслідками інсультів.

Як помітили вчені, стан пацієнтів покращувався тільки в тому випадку, якщо стимуляція була не постійною, а була схожою на реальні сигнали, які мозок передає в кінцівки при здійсненні рухів. Це наштовхнуло їх на думку, що можна одночасно поліпшити стан пацієнтів і повернути їм здатність ходити, стимулюючи таким чином тільки ті нерви, які беруть участь в управлінні м'язами ніг.

Керуючись цією ідеєю, вчені створили стимулятор неушкодженої частини спинного мозку, використовуючи набір електродів, який прикріплювався до поверхні шкіри в певних точках на поверхні спини пацієнта, і особливу систему, считывавшую сигнали з центрів руху в головному мозку за допомогою електроенцефалографії.

Їх роботу Николелис і його команда перевірили на двох паралитиках, які втратили здатність ходити 5 і 10 років тому внаслідок різних нещасних випадків. Для поліпшення якості роботи цього стимулятора вчені створили спеціальні "браслети", які прикріплялися до рук пацієнтів і вібрували в ті моменти, коли їхні ноги починали рухатися або торкалися землі.

Поточна версія цього приладу, як відзначають нейрофізіологи, контролює відносно скромне число м'язів, вісім найбільших м'язів в лівій і правій нозі. Цього, однак, вистачило для того, щоб добровольці досить швидко навчилися керувати своїм тілом і почали робити кроки, використовуючи ходунки і подивись, що допомагали їм підтримувати тіло.

Ця процедура не тільки повернула рухливість інвалідам, але і поліпшила їх стан. Приблизно через півроку після початку тренувань, як зазначає Николелис, його підопічні повернули собі рухливість деяких м'язів і навчилися рухати ногами в сторони без будь-якої електричної стимуляції. Одночасно з цим покращився стан самих м'язів.

"Ми припускаємо, що навіть після важких травм хребта частина нервових волокон спинного мозку залишається неушкодженою, але при цьому вони не включалися протягом багатьох років. Наша система дозволяє змусити їх повторно працювати", — підсумовує Солейман Шокур (Soleiman Shokur), колега Николелиса з Бразилії.

9 липня 2015, 16:14Вчені вперше об'єднали мозок трьох мавп "локальну мережу"Нейрофізіологи створили революційний нейроинтерфейс, який дозволив їм об'єднати мозок трьох макак-резусів і чотирьох щурів у своєрідну локальну мережу і змусити їх разом вирішувати одну і ту ж задачу.

Категория: Новости