Малък неврален имплант може да помогне на пациенти да се възстановят след травма
Екип от учени направи интригуващо изследване върху малък имплант, който лекарите могат да плъзнат дълбоко в гънките на мозъка и да използват за възстановяване както на мускулния контрол, така и на усещания от крайниците на пациенти с парализа.
Имплантът може да записва и декодира мозъчната дейност, насочвайки я през компютър. Той ще играе ролята на повредения гръбначен мозък и може да се използва за директно стимулиране на мускулите. Системата може да активизира сензорната област на мозъка, осигурявайки на субектите усещане за допир от собствените им крайници.
Новата джаджа може да помогне на хората да се движат и да усещат крайниците си, както преди нараняването, което е блокирало контрола на мозъка над тялото. Екипът има разрешение от FDA да проведе амбициозно клинично изпитание. То ще има за цел да тества способностите и да предостави независимост на хората с парализа.
Предизвикателства на идеята
За да се постигне успех, учените трябва да използват стволови клетки, техники за насърчаване на невронния растеж и повторното им свързване. За целта са поставили електродни масиви в мозъка и по-конкретно в моторната кора. Въпреки това пациентите не са успели да възвърнат двигателните си способности. Няколко години по-късно изследователите са решили да декодират сигнали в мозъка от двигателната област и да ги пренасочат към нараняването или увредената част на нервната система. След това идва ред на стимулиране на мускулите в реално време.
Двупосочен невронен байпас
Той представлява пренасочване на сигнали около нараняването и изпращането им обратно в мозъка. Използва се запис на декодиране, чрез минимално инвазивен електрод. Той се поставя в мозъка и записва кода. По този начин се стимулират усещания на върховете на пръстите. Тези фини двигателни умения са от изключително значение. Над 100 милиона души живеят с някаква форма на парализа по целия свят и водещите причини са инсулт, увреждане на гръбначния мозък или травматично увреждане. Сега новият имплант може да повлияе благоприятно.
Гръбначният мозък е вид информационна магистрала. Поставянето на миниатюрен електрод в дълбочина може да бъде истинско предизвикателство. Хирурзите постигат това, чрез пробиване на малки дупки в черепа и плъзгане на импланта навътре. Идеята е да се достигнат по сериозни дълбочини в мозъка, за да има реален резултат от манипулацията.
Фокусът тук са върховете на пръстите и възстановяване на усещанията. Стимулирането на тези по-дълбоки области в мозъчните гънки дава силни усещания или възприятия във върховете на пръстите. След първоначалния успех изследователите смятат, че могат да постигнат 91% точност при декодирането на мозъчните сигнали.
Защо това е важно?
Ако някой иска да си мръдне ръката, декодираният сигнал на желанието се изпраща до компютърът, който от своя страна реагира с мускулните стимулатори. Сега изобретателите разполагат с разрешение от FDA за ново проучване, в което да се вземе допълнителна информация. Малки сензори с тънък филм се позиционират на пръстите. Те са опънати по кожата и генерират електрически сигнал. Последният се изпраща обратно на компютър, който връща стимулация обратно в гънките на мозъка. Именно това е следващата стъпка в начинанието.
Забавяне на сигнала
Екипът работи усилено, за да намали забавянията. Винаги има забавяне, дори при някой, който няма травма на гръбначния мозък. Сигналите отнемат малко време в своето пътуване. Приложени са AI алгоритми, които имат много кратка и бърза реакция. Нужна е по-малко от секунда да се разбере, какво иска да направи човекът. Поставянето на импланта в мозъка и записвайки директно от там прави тези закъснения доста кратки. Но функционалността изисква намаляване до минимум за удобството на пациентите.
