Американские ученые успешно испытали нейрошунт — устройство, позволяющее «подключить» конечности к мозгу в обход нервной системы. Благодаря ему, парализованному пациенту удалось вернуть подвижность в кисти и пальцах. Видеозапись демонстрации технологии доступна на YouTube-канале медицинского центра Университета штата Огайо.
Электромеханическим протезом, получающим команды напрямую из мозга, уже никого не удивить. Над созданием подобных устройств работает множество лабораторий. Одним удается сконструировать точные неинвазивные механизмы подключения — команды считываются через кожные датчики, без имплантации чипа в мозг. Другие преуспевают в разработке бионических рук, посылающих обратные сигналы в мозг, так что протез позволяет распознать форму предмета.
Инженеры и врачи из Университета штата Огайо попытались решить технически близкую, но в медицинском смысле далекую проблему паралича. Когда в критически важном месте кровоток затруднен, как это бывает, например, при ишемической болезни сердца, хирурги прокладывают обходной путь — устанавливают шунт. Когда поврежден спинной мозг, импульсы из головного не достигают конечностей. Последние 20 лет в медицинском центре университета работали над «шунтом» для этих сигналов.
Спинной мозг — не просто проводник электричества, и команды из двигательных центров головного мозга достигают мышц не в неизменном виде. Нервный узел в позвоночнике берет часть управления на себя. Чтобы его обойти, понадобится некий модулятор — устройство, которое преобразует сигналы в подобающий вид и дополнит их недостающей информацией.
Система, разработанная в Университете штата Огайо при поддержке исследовательской НКО Battelle, состоит из трех основных компонентов: микрочипа, вживляемого в мозг и считывающего сигналы; обрабатывающей эти сигналы компьютерной программы; и «рукава» — восьми повязок с электродами, заставляющих мышцы сокращаться в необходимой последовательности.
Микрочип — четырехмиллиметровый кусок кремния с 96 электродами — медики установили в мозг первого из пяти участников клинических испытаний еще в апреле. Потенциальные области для вживления они определили при помощи функциональной МРТ, а в день операции уточнили методом тыка. 23-летний Иэн Беркхарт, в результате травмы почти парализованный ниже шеи, сохранял некоторую подвижность в плечах. Хирурги «стреляли» электромагнитными импульсами в разные участки мозга и следили за сокращениями мышц в плечах.
Чтобы подсоединить микрочип к мозгу, инженеры разработали специальное устройство, которое точно рассчитанным порывом воздуха вдавило электроды в живую ткань. На черепе пациента хирурги смонтировали разъем для подключения микросхемы к компьютеру.
Поступающие с чипа сигналы обрабатывает компьютерная программа, в которой заложены схемы 20 базовых жестов кисти. Распознав команду, она передает ее «рукаву», который отправляет электрические импульсы в соответствующие мышцы.
Первое испытание системы, которую создатели назвали «Нейромост» (Neurobridge), состоялось на этой неделе. В присутствии медиков, инженеров и съемочной группы Беркхарт успешно сделал несколько движений кистью, в том числе, взял в руку ложку.
Пока что «Нейромост» далек от практического применения: система представляет собой группу больших разъемов, толстых кабелей и отдельно стоящий компьютер. Однако продемонстрированная учеными принципиально новая методика со временем может помочь множеству парализованных людей по всему миру. Пока же клинические испытания продолжатся с еще четырьмя добровольцами.
