Gert-Jan Oskam locuia în China în 2011, când a avut un accident de motocicletă care l-a lăsat paralizat de la brâu în jos. Acum, oamenii de știință au combinat diverse dispozitive pentru a-i oferi din nou controlul asupra corpului său inferior.
„De 12 ani încerc să mă readuc pe picioare”, a spus Oscam la o conferință de presă marți. „Acum am învățat să merg normal, natural.”
și studiu Cercetătorii elvețieni au publicat miercuri în revista Nature au descris un implant care oferă o „punte digitală” între creierul lui Oskamm și măduva spinării care ocolește locul leziunii. Descoperirea i-a permis lui Oskam, în vârstă de 40 de ani, să stea și să urce pante abrupte cu ajutorul unui plimbător singur. A trecut peste un an de când implantul a fost pus și el și-a menținut aceste abilități și chiar dă semne de recuperare neurologică, chiar și atunci când implantul este oprit. Merg cu cârje.
„Am luat ideile lui Gerd Jan și le-am tradus în stimularea măduvei spinării pentru a restabili mișcările voluntare”, spune Grégoire Courtin, specialist în măduva spinării la Institutul Federal Elvețian de Tehnologie Lausanne. El a spus într-o conferință de presă că va conduce cercetarea.
„La început a fost pentru mine științifico-fantastică pură, dar astăzi este adevărat”, a adăugat Jocelyn Block, neuroștiință la Universitatea din Lausanne, care a plasat implantul lui Oscam.
În ultimele decenii, s-au făcut multe progrese în tratamentul leziunilor măduvei spinării. În 2016, un grup de oameni de știință condus de dr. Cortin capacitatea de a merge Maimuță paralizată, altul a salvat un bărbat iau din nou controlul a mâinii lui paralizate. În 2018, un alt grup de oameni de știință, condus și de Dr. Cortin, stimulează creierul Echipat cu un generator de impuls electric, permite persoanelor parțial paralizate să meargă și să meargă din nou cu bicicleta. anul trecut, mai avansat Tratamentul de stimulare a creierului a permis subiecților paralizați să înoate, să meargă și să meargă cu bicicleta într-o zi de tratament.
Oscam a suferit anterior proceduri de stimulare și și-a recăpătat o anumită capacitate de a merge, dar în cele din urmă îmbunătățirea s-a stabilit. La o conferință de presă, Oscam a spus că aceste tehnici de stimulare l-au făcut să simtă ceva diferit despre locomoție, o distanță diferită între minte și corp.
Noua interfață a schimbat acest lucru, a spus el: „Înainte ca stimulul să mă controleze, acum controlez stimulul”.
Un nou studiu descoperă că interfața dintre creier și coloana vertebrală, au numit cercetătorii, decodor de gândire de inteligență artificială Citește intențiile domnului Oscam (detectabile ca semnale electrice în creierul său) și le potrivește cu mișcările musculare. Etiologia mișcării naturale, de la gând la intenție la acțiune, a fost păstrată. Singura adăugare, după cum a explicat dr. Cortin, a fost o punte digitală care a cuprins partea deteriorată a coloanei vertebrale.
„Ridică întrebări interesante cu privire la sursa autonomiei și a comandei”, a spus Andrew Jackson, un neuroștiință la Universitatea Newcastle, care nu a fost implicat în studiu. Granițele filozofice dintre ceea ce este creierul și ceea ce este tehnologia continuă să se estompeze. ”
Dr. Jackson a spus că, în timp ce oamenii de știință din domeniu au teoretizat de zeci de ani pentru a conecta creierul la un stimulator al măduvei spinării, aceasta este prima dată când un astfel de succes a fost obținut la un pacient uman. „Mai ușor de spus decât de făcut”, a spus el.
Pentru a obține acest rezultat, cercetătorii au implantat mai întâi electrozi în craniul și coloana vertebrală a lui Oscam. Echipa a folosit apoi un program de învățare automată pentru a vedea ce părți ale creierului i s-au luminat când a încercat să-și miște diferite părți ale corpului. Acest decodor de gândire a fost capabil să potrivească activitatea anumitor electrozi cu intenții specifice. O configurație s-a aprins când domnul Oscam a încercat să-și miște glezna, alta s-a aprins când a încercat să-și miște șoldul.
Cercetătorii au folosit apoi un alt algoritm pentru a conecta implanturile cerebrale la implanturile coloanei vertebrale și pentru a le configura să trimită semnale electrice către diferite părți ale corpului pentru a induce mișcarea. Algoritmul a fost capabil să țină seama de ușoare variații ale direcției și vitezei de contracție și relaxare a fiecărui mușchi. 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, a reușit să-și răsucească mușchii șoldului.
În următoarele câteva luni, cercetătorii au reglat fin interfața creier-coloana vertebrală pentru a se adapta mai bine la mișcările de bază precum mersul și statul în picioare. În ciuda lunilor fără tratament, Oskamu a căpătat un mers oarecum sănătos și a putut să urce scări și rampe cu relativă ușurință. În plus, după un an de tratament, am început să observ îmbunătățiri clare în mișcările mele fără ajutorul interfeței creier-coloana vertebrală. Cercetătorii au documentat aceste îmbunătățiri ale testelor de greutate, echilibru și mers.
În prezent, domnul Oskamu poate să se plimbe prin casă într-o măsură limitată, să urce și să coboare din mașină și să stea la bar pentru o băutură. Pentru prima dată, a spus el, s-a simțit în control.
Cercetătorii au recunoscut limitările studiului lor. Intențiile subtile ale creierului sunt greu de distins și, în timp ce interfața actuală creier-coloana vertebrală este bună pentru mers, probabil că nu același lucru este valabil și pentru recuperarea mișcării superioare a corpului. Tratamentul este, de asemenea, invaziv, necesitând mai multe intervenții chirurgicale și ore de kinetoterapie. Sistemele actuale nu rezolvă toate paraliziile măduvei spinării.
Dar cercetătorii au sperat că progresele suplimentare vor face tratamentele mai accesibile și mai eficiente în mod sistematic. „Acesta este adevăratul nostru scop”, a spus dr. Cortoin. „Scopul nostru este să facem această tehnologie disponibilă la nivel mondial pentru toți pacienții care au nevoie de ea.”
