Gert-Jan Oskam locuia în China în 2011 când a fost implicat într-un accident de motocicletă care l-a lăsat paralizat de la șolduri în jos. Acum, cu o combinație de dispozitive, oamenii de știință i-au oferit din nou controlul asupra corpului său inferior.
„De 12 ani, am încercat să mă readuc pe picioare”, a spus domnul Oscam la o conferință de presă marți. „Acum am învățat să merg normal și natural.”
în Stai Publicați miercuri în revista Nature, cercetătorii din Elveția descriu implanturi care asigură o „punte digitală” între creierul domnului Oskam și măduva spinării, ocolind părțile infectate. Descoperirea i-a permis domnului Oscam, 40 de ani, să stea, să meargă și să urce o pantă abruptă doar cu ajutorul unui plimbător. La mai bine de un an de la inserarea implantului, el și-a păstrat aceste abilități și deja dădea semne de recuperare neurologică, mergând cu cârje chiar și atunci când implantul era întrerupt.
„Am luat ideile lui Gert Jahn și am tradus aceste idei în stimularea măduvei spinării pentru a restabili mișcarea voluntară”, Gregoire Courtine, specialist în măduva spinării la Institutul Federal de Tehnologie Elvețian, Lausanne, care a ajutat la conducerea cercetării. a spus la conferința de presă.
Jocelyn Bloch, neurologul de la Universitatea din Lausanne, care a plasat implantul în domnul Oscam, a adăugat: „La început a fost science fiction pentru mine, dar astăzi a devenit real”.
Au existat o serie de progrese în tratamentul leziunilor tehnologice ale măduvei spinării în ultimele decenii. În 2016, un grup de oameni de știință condus de dr. Curtin a reușit să restabilească capacitatea de a merge în maimuțe paralizate, iar un altul a ajutat un bărbat să-și recapete controlul asupra mâinii paralizate. În 2018, un alt grup de oameni de știință condus de Dr. Curtin a conceput o modalitate de a realiza acest lucru Stimularea creierului Cu generatoare de impulsuri electrice, permițând persoanelor parțial paralizate să meargă și să meargă din nou cu bicicleta. anul trecut, mai dezvoltate Procedurile de stimulare a creierului au permis subiecților paralizați să înoate, să meargă și să meargă cu bicicleta într-o zi de tratament.
Domnul Oscam a suferit proceduri de stimulare în anii precedenți și și-a recăpătat o anumită capacitate de a merge, dar în cele din urmă îmbunătățirea sa blocat. La conferința de presă, domnul Oscam a spus că aceste tehnici de stimulare l-au lăsat să simtă că există ceva ciudat în mișcare, un spațiu ciudat între mintea lui și corpul lui.
Noua interfață a schimbat acest lucru, spune el, „înainte să mă controleze stimulul, acum controlez stimulul”.
În noul studiu, interfața creier-coloana vertebrală, așa cum au numit-o cercetătorii, a folosit un decodor AI pentru a citi intențiile domnului Oscam – detectabile ca semnale electrice în creierul său – și pentru a le potrivi cu mișcările musculare. Declanșatorii naturali ai mișcării, de la gând la intenție la acțiune, au fost păstrați. Singura adăugare, așa cum este descrisă de Dr. Curtin, a fost puntea digitală care se întinde pe părțile afectate ale coloanei vertebrale.
„Ridică întrebări interesante despre autonomie, sursa comenzilor”, a spus Andrew Jackson, un neuroștiință de la Universitatea din Newcastle, care nu a fost implicat în studiu. „Toți estompezi granițele filozofice dintre ceea ce este creierul și ceea ce este tehnologie”.
Dr. Jackson a adăugat că oamenii de știință din domeniu au teoretizat despre conectarea creierului la stimulatorii măduvei spinării de zeci de ani, dar aceasta marchează prima dată când au obținut un astfel de succes la un pacient uman. „Este ușor de spus, mult mai greu de făcut”, a spus el.
Pentru a obține acest rezultat, cercetătorii au implantat mai întâi electrozi în craniul și coloana vertebrală a domnului Oscam. Echipa a folosit apoi un software de învățare automată pentru a observa ce părți ale creierului se luminează în timp ce încearcă să miște diferite părți ale corpului său. Acest decodor a putut să potrivească activitatea anumitor electrozi cu intenții specifice: o configurație se aprindea ori de câte ori domnul Oscam încerca să-și miște gleznele și alta când încerca să-și miște șoldurile.
Cercetătorii au folosit apoi un alt algoritm pentru a conecta un implant cerebral la coloana vertebrală, care a fost setat să trimită semnale electrice către diferite părți ale corpului său, ceea ce a declanșat mișcarea. Algoritmul a fost capabil să țină seama de diferențele subtile în direcția și viteza fiecărei contracții și relaxare musculare. Și pentru că semnalele dintre creier și coloana vertebrală sunt trimise la fiecare 300 de milisecunde, Oscam și-a putut ajusta rapid strategia în funcție de ceea ce funcționa și ce nu. În timpul primei ședințe de terapie își poate răsuci mușchii șoldului.
În următoarele câteva luni, cercetătorii au rafinat interfața creier-coloana vertebrală pentru a se potrivi mai bine cu acțiunile de bază precum mersul și statul în picioare. Domnul Oscam a căpătat un mers destul de sănătos și a reușit să parcurgă pași și pante cu relativă ușurință, chiar și după luni de zile fără tratament. Mai mult, după un an de tratament, a început să observe o îmbunătățire clară a mișcării sale fără ajutorul interfeței creier-coloană vertebrală. Cercetătorii au documentat aceste îmbunătățiri ale testelor de greutate, echilibrare și mers.
Acum, domnul Oscam poate să se plimbe într-un mod limitat prin casa lui, să urce și să coboare din mașină și să se oprească la bar pentru o băutură. A spus pentru prima dată că se simte cel care deține controlul.
Cercetătorii au recunoscut limitările muncii lor. Este dificil să distingem intențiile exacte în creier și, deși interfața actuală creier-coloană vertebrală este potrivită pentru mers, probabil că nu se poate spune același lucru pentru restabilirea mișcării superioare a corpului. Tratamentul este, de asemenea, considerat invaziv, necesitând mai multe intervenții chirurgicale și ore de kinetoterapie. Sistemul actual nu tratează toată spina bifida.
Dar echipa avea speranța că evoluțiile ulterioare vor face tratamentul sistemic mai accesibil și mai eficient. „Acesta este scopul nostru real”, a spus dr. Curtin, „de a face această tehnologie disponibilă la nivel mondial pentru toți pacienții care au nevoie de ea”.
„Iubitor tipic de twitter. Muzicholic pe tot parcursul vieții. Fanatic al culturii pop. Prieten al animalelor de pretutindeni. Evanghelist avid de bere. Jucător certificat.”