Нова технология позволи на мъж да проходи отново след нараняване на гръбначния мозък

Снимка: Gilles Weber, CC-BY-SA

Невролози и неврохирурзи от EPFL/CHUV/UNIL и CEA/CHUGA/UGA съобщават в списание Nature, че са възстановили комуникацията между мозъка и гръбначния мозък с безжичен цифров мост, позволявайки на парализиран човек да ходи отново естествено.

„Ние създадохме безжичен интерфейс между мозъка и гръбначния мозък, използвайки технология за интерфейс мозък-компютър (BCI), която трансформира мисълта в действие.“, обобщава Грегоар Куртин, професор по неврология в EPFL, CHUV и UNIL. Публикувано в списание Nature, „Естествено ходене след нараняване на гръбначния мозък с помощта на интерфейс мозък-гръбначен стълб“ представя ситуацията на Герт-Ян, на 40 години, който претърпява нараняване на гръбначния мозък след катастрофа с велосипед, която го оставя парализиран. Цифровият мост му позволява да си възвърне естествения контрол върху движението на парализираните му крака, което му позволява да стои, да ходи и дори да изкачва стълби. Герт-Ян обяснява, че е възстановил удоволствието да може да сподели бира с приятели, изправен в бара: „Това просто удоволствие представлява значителна промяна в живота ми”.

Дигитален мост, включващ два електронни импланта: единият в мозъка, другият в гръбначния мозък
За да се установи този цифров мост, са необходими два вида електронни импланти. Неврохирургът Джоселин Блох, който е професор в CHUV, UNIL и EPFL, обяснява: „Ние имплантирахме устройства WIMAGINE® над областта на мозъка, която е отговорна за контролирането на движенията на краката. Тези устройства, разработени от CEA, позволяват да се декодират електрическите сигнали, генерирани от мозъка, когато мислим за ходене. Също така позиционирахме невростимулатор, свързан с електродна матрица над областта на гръбначния мозък, която контролира движението на краката.“

Гийом Шарве, ръководител на програмата BCI в CEA, добавя: „Благодарение на алгоритми, базирани на адаптивни методи на изкуствен интелект, намеренията за движение се декодират в реално време от мозъчни записи.“ След това тези намерения се преобразуват в последователности от електрическа стимулация на гръбначния мозък, които от своя страна активират мускулите на краката, за да постигнат желаното движение. Този цифров мост работи безжично, позволявайки на пациента да се движи независимо.“

Възстановяване на неврологичните функции
Рехабилитацията, подкрепена от цифровия мост, позволи на Герт-Ян да възстанови неврологичните функции, които е загубил след злополуката си. Изследователите успявват да определят количествено забележителни подобрения в неговите сетивни възприятия и двигателни умения, дори когато цифровият мост е изключен. Това дигитално възстановяване на гръбначния мозък предполага, че са се развили нови нервни връзки.

На този етап цифровият мост е тестван само в един човек. Джоселин Блох и Грегоар Куртин обясняват, че в бъдеще може да се използва подобна стратегия за възстановяване на функциите на ръката. Те добавят, че цифровият мост може да се приложи и при други клинични показания, като парализа поради инсулт. 

Компанията ONWARD Medical, заедно с CEA и EPFL, получават подкрепа от Европейската комисия чрез нейния Европейски съвет за иновации (EIC) за разработване на комерсиална версия на цифровия мост, с цел технологията да бъде достъпна по целия свят.