Технологія з ШІ відновила рухливість та чутливість паралізованій людині

Поки що пацієнт рухається завдяки комп’ютеру, але згодом, ймовірно, почне справлятись повністю сам.

Комбінація мозкових імплантів, штучного інтелекту та електричної стимуляції, яку розробила група дослідників, інженерів та хірургів, відновила рухи рук та чутливість людини з паралічем нижніх кінцівок. Ця технологія подвійного нейронного обходу в майбутньому допоможе і іншим людям, які страждають на порушення рухів або паралічем, сподіваються творці.

Пацієнтом став Кіт Томас – американець, який у 2020 році пошкодив 4-й та 5-й шийні хребці після невдалого стрибка в басейн. Через це його тіло виявилося паралізованим від грудей і нижче, але завдяки експериментальному лікуванню він зміг відчути, як сестра тримає його за руку, вперше за три роки.

Щоб досягти цього, вчені використали функціональну магнітно-резонансну томографію (ФМРТ) для створення карти мозку Томаса. Це дозволило визначити зони, відповідальні за рух рук та відчуття дотику в пензлі. Після цього була 15-годинна операція на відкритому мозку, під час якої встановили імпланти. Весь цей час пацієнт був у свідомості та відповідав на запитання лікарів, щоб допомогти їм знайти правильні точки для встановлення електродів.

У результаті хірурги встановили два електроди в зону, що відповідає за рухи, і три – в зони, що відповідають за чутливість долоні та пальців. Далі потрібно було налаштувати мікрочіпи, щоби Томас міг ними керувати. Для цього два блоки на голові пацієнта підключили до комп’ютера та натренували нейромережу, щоб вона інтерпретувала та переводила думки Томаса у дії.

Тепер, коли Томас думає, щоб стиснути руку в кулак, електричні сигнали його мозку розшифровує комп’ютер і відправляє потрібні сигнали на неінвазивні патчі, розташовані на шкірі над хребтом та м’язами передпліччя. Це змушує руку робити потрібний рух.

Майбутнє технології

Зазначається, що це перший випадок, коли мозок, тіло і хребет електрично зв’язують, щоб відновити паралізованій людині рух і чутливість.

Раніше використовувався підхід із одинарним нейронним обходом, який також показав свою ефективність. Для його виконання в мозок вживлюють один або кілька мікрочіпів, а потім повністю обходять травмований спинний мозок, відразу активуючи цільові м’язи. Однак у такому разі пацієнт може рухатися, тільки коли підключений до комп’ютера, і часто лише в лабораторних умовах: про повернення до нормального життя не йшлося.

Технологія подвійного нейронного обходу прогресивніша. Вчені вважають, що вона змусить головний мозок, тіло та спинний мозок сформувати нові зв’язки в обхід пошкодженої ділянки, щоб пацієнт згодом відновив втрачені функції і міг рухатися та відчувати без підключення до комп’ютера.

З моменту початку випробувань сила рук Томаса подвоїлася, і до його передпліччя та зап’ястя почала повертатися чутливість, навіть коли він не підключений до системи. Це дає надію, що в майбутньому він зможе рухати руками та відчувати дотик без сторонньої допомоги.

Якоїсь миті я навіть не знав, чи виживу я — і чи хочу цього. А тепер я можу відчувати, як інша людина тримає мене за руку. Це приголомшливо. Єдине, чого я хочу, це допомагати іншим. Це те, в чому я завжди був добрим. Якщо колись це допоможе комусь ще навіть краще, ніж допомогло мені, це все вартувало того.Кіт Томасдоброволець, який першим пройшов процедуру подвійного нейронного обходу