Европейские нейрофизиологи разработали беспроводной компьютерный интерфейс, позволяющий связывать головной мозг с поврежденными регионами спинного мозга и тем самым возвращать людям с инвалидностью способность самостоятельно ходить и управлять мышцами конечностей. Об этом в среду сообщила пресс-служба Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL).

"Мы создали беспроводной интерфейс, соединяющий спинной и головной мозг и преобразующий мысли в действия. Этот "цифровой мост" вернул способность ходить, стоять и даже взбираться по лестницам Герту-Яну, одному из наших пациентов, который был парализован более 10 лет назад в результате травмы спины", - заявил профессор EPFL Грегуар Куртен, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Профессор Куртен и его коллеги уже много лет разрабатывают подход, позволяющий восстанавливать работу спинного мозга при помощи его электрической стимуляции и специального "экзоскелета", поддерживающего тело пациента или подопытного животного во время терапии. Этот подход был недавно проверен на трех добровольцах из Европы, потерявших способность ходить в результате ДТП.

Успешное завершение этих опытов натолкнуло европейских нейрофизиологов на мысль создать более удобное для жизни приспособление, которое бы позволяло инвалидам максимально естественно передвигаться вне стен научных и медицинских лабораторий. Для решения этой задачи профессор Куртен и его коллеги модифицировали созданную ими систему таким образом, чтобы она могла работать в полностью автономном и незаметном для окружающих режиме.

"Цифровой мост" между мозгом и позвоночником

Руководствуясь этой идеей, ученые разработали нейроинтерфейс, который состоит из трех компонентов - двух наборов электродов, имплантируемых в двигательную кору мозга и в связанные с ним регионы спинного мозга, а также цифровой системы управления. Она непрерывно анализирует сигналы, поступающие из головного мозга, при помощи системы искусственного интеллекта и преобразует их в наборы импульсов, понятные двигательным нейронам спинного мозга.

Работу этой системы, чьи компоненты были связаны друг с другом беспроводными передатчиками и приемниками данных, ученые проверили в опытах на 38-летнем жителе Европейского союза по имени Герт-Ян, который потерял способность ходить более десяти лет назад в результате появления у него травмы спины после неудачного падения с велосипеда. Ученые установили электроды в спинном и головном мозге мужчины и проследили за тем, как быстро доброволец и нейроинтерфейс приспособились друг к другу.

Как оказалось, разработанные профессором Куртеном и его коллегами нейросетевые алгоритмы вернули добровольцу способность управлять ключевыми мышцами ног уже через пять минут после включения "цифрового моста" между мозгом и позвоночником. Через сутки Герт-Ян повторно научился самостоятельно ходить и совершать сложные движения, в том числе взбираться по лестницам, а в последующие месяцы он приобрел контроль над многими ранее парализованными группами мышц.

Дальнейшие наблюдения показали, что нейроинтерфейс оставался стабильным на протяжении более года, что говорит об отсутствии сильной реакции отторжения со стороны иммунитета добровольца. Исследователи надеются, что схожие устройства вернут подвижность многим инвалидам уже в ближайшие годы, а также позволят полностью парализованным людям управлять движением не только ног, но и рук.

https://nauka.tass.ru/nauka/17834571