В журнале Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation был опубликован доклад о пациенте, мужчине 26 лет, который получил травму 5 лет назад и был парализован, но стал делать шаги с помощью силы мысли.
Впервые, человек, потерявший способность ходить вследствие травмы спинного мозга, смог целенаправленно управлять процессом ходьбы с помощью неинвазивного компьютерного интерфейса в режиме реального времени, давая надежду на возможность развития имплантатов, которые помогли бы парализованным людям ходить.
Исследования показывают, что для пациентов с параплегией, в результате повреждения спинного мозга, возможность ходить является приоритетной для улучшения качества жизни. Шестьдесят процентов из них говорят , что они были бы готовы использовать имплантат мозга , если это поможет им ходить.
До сих пор, большинство людей, которые становятся парализованными из-за травмы спинного мозга, не могут достичь мобильности с помощью инвалидной коляски. Мало того, малоподвижный образ жизни связанный с низкой мобильностью часто приводит к дальнейшим проблемам, в частности остеопорозу, заболеваниям сердца, респираторным заболеваниям и пролежням. Такие осложнения приводят не только к дальнейшим страданиям человека, но и значительно способствуют увеличению медицинских расходов.
Исследование, проведенное группой ученых во главе с доктором Зораном Ненадич в университете Калифорнии, показывает, что в принципе, возможно, ходить, используя силы мысли пациента.
Участник эксперимента прошел подготовку и обучение в течение 19 недель, прежде чем начать ходить с помощью мысли. С каждой тренировкой пациент выполнял больше тестов и больше контролировал обратную связь с компьютером .
Первоначально, была необходима ментальная тренировка, чтобы активировать способность мозга формировать процесс ходьбы. В положения, сидя, с шапочкой ЭЭГ на голове, которая считывала мозговую активность, пациент научился управлять аватаром в виртуальной реальности.
Пациент также прошел физическую подготовку для восстановления и укрепления мышц ног.
Далее, он практиковал ходьбу в подвешенном 5 см над землей, для того, чтобы иметь возможность свободно перемещать ноги, без необходимости поддерживать вес тела.
На 20-й тренировке, он использовал эти навыки и систему на основе ЭЭГ для того, чтобы пройти самостоятельно по отрезку 3,66-метра.
Он носил специальную систему поддержки тела веса для того, чтобы избежать падения. Автор доклада добавляет, что пациент во время ходьбы мог одновременно вести разговор, и это свидетельствовало о хорошем ментальном контроле движения в режиме реального времени.
Развитие имплантатов мозга позволит улучшить мобильность
Для достижения мобильности в настоящее время используются роботизированные экзоскелетоны и функциональная электростимуляция (ФЭС), но они имеют свои недостатки. Во-первых, они не могут использовать нейропластичность нервных путей между головным и спинным мозгом. Во-вторых, им не хватает центрального контроля спинного мозга и обратной связи, которая есть у здорового человека на уровне бессознательного . Они также имеют большое неудобства из-за необходимости полагаться на управляемые вручную переключатели.
Исследователи полагают, что, если удастся создать систему без этих недостатков, то можно существенно улучшить качество жизни людей, которые не в состоянии ходить из-за травмы спинного мозга.
Стимуляция спинного мозга с помощью нейроинтерфейса дает надежду на возвращение произвольных движений в нижних конечностей для пациентов с травмой спинного мозга. Это позволит мозгу пациенту получить интуитивный и прямой контроль ходьбы с помощью внешнего устройства.
Если целесообразность такого устройства будет установлена после испытаний на достаточном количестве пациентов, то тогда могут быть разработаны полностью имплантируемые нейроинтерфейсы, которые могли бы восстановить способность ходить, максимально близко к естественному процессу ходьбы здорового человека.
По словам д-ра Ненадич:
"После того, как Мы подтвердили эффективность этой неинвазивной системы, мы можем начать разработку инвазивных методов, таких как имплантаты мозга. Надеемся, что имплантат сможет достичь еще большего уровня контроля протеза, потому что мозговые волны фиксируются с более высоким качеством. Кроме того, такой имплантат может передавать ощущения обратно в мозг, что позволит пациенту чувствовать свои ноги. "
