Беспроводной интерфейс вылечил парализованную ногу
Ученые: электростимуляция и кибер-чип научили парализованную макаку ходить
Стимуляция спинного мозга при помощи электрического тока и особый комплекс упражнений вернули парализованной макаке способность самостоятельно передвигаться, несмотря на перенесенный разрыв позвоночника, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature (Capogrosso et al., A brain–spine interface alleviating gait deficits after spinal cord injury in primates).
«Мы смогли “перезапустить” цепочки нейронов, управляющие движением тела в организме примата, пережившего травму позвоночника. Мы создали для этого специальный чип, который считывает сигналы из мозга и передает их в изолированную часть позвоночника, минуя точку повреждения», – заявил Грегуар Куртин (Gregoire Courtine) из Высшей политехнической школы в Лозанне (в пресс-релизе EPFL Primates Regain Control of Paralyzed Limb; приведенные ниже рисунки взяты оттуда – ВМ).
Повреждение позвоночника в большинстве случаев приводит к частичному или полному параличу конечностей в зависимости от места травмы. На сегодняшний день ученые разрабатывают несколько методов лечения таких травм. В большинстве случаев биологи пытаются использовать стволовые клетки для восстановления соединения между частями спинного мозга. Существуют и принципиально иные методы – подключение конечностей к головному мозгу при помощи электродов.
Группа биологов под руководством Куртина несколько лет назад разработала оригинальную методику, позволяющую вернуть свободу движения парализованным крысам без хирургического вмешательства и инъекций стволовых клеток.
Куртин и его коллеги, в том числе ряд российских ученых, обратили внимание на то, что даже при самых серьезных повреждениях спинного мозга часть нервных волокон остается нетронутыми. Данные цепочки нейронов не задействованы в работе двигательной системы организма, однако их можно переключить на новую задачу. Электростимуляция этих нейронов и особые тренировки в специальном «экзоскелете» позволили крысам почти полностью восстановить подвижность своих ног после частичного разрезания их позвоночника.
В своей новой работе команда Куртина применила эти наработки для создания специального чипа, который следит за активностью двигательной коры мозга. Он расшифровывает ее сигналы, переводит их на понятный спинному мозгу «язык» и передает полученные команды в поврежденную часть позвоночника.
Как показали опыты на макаках-резус (Macaca mulatta) с одной парализованной ногой, чей спинной мозг был поврежден хирургическим путем, подобные гаджеты, после всего одной сессии обучения приматов в специальном поддерживающем «корсете», действительно полностью возвращают им способность самостоятельно двигаться. Благодаря методике Куртина и его коллег, ловкость примата восстанавливается уже через неделю после их имплантации в мозг и в позвоночник, а ходить обезьяны начинали фактически сразу после включения чипа.
Главным плюсом этой технологии, помимо того, что она работает, стало то, что она, в дань моде текущей эпохи, является фактически полностью беспроводной – данные из мозга передаются по беспроводному каналу данных в мини-компьютер, который обрабатывает их и отправляет в спинной мозг по другой беспроводной системе связи. Все это позволяет говорить о том, что подобные приборы могут помочь инвалидам обрести подвижность уже в ближайшие несколько лет.
«Нам впервые удалось реализовать такую вещь в экспериментах на обезьянах. Нужно учитывать, что нам предстоит решить еще массу проблем, на которые уйдет еще несколько лет, прежде чем все компоненты этой системы будут протестированы на человеке», – заключает Куртин.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
10.11.2016