Paralyzovaný pacient posune protetickou rameno s myslenkami sám

Paralyzovaný dospelý pacient z muzského pohlaví pouzil mozkové pocítacové rozhraní k pohybu protetické ruky - jediné, co musel udelat, bylo pouzít jeho myslenky a paze se pohybovala. Tim Hemmes se dotýká rukou se svou prítelkyní v emocionálním petinásobném okamziku. Hemmes, tricet, mel motorovou nehodu pred sedmi lety, coz poskodilo jeho míchu a zanechalo ho paralyzované.
Vedci ríkají, ze Hemmes je prvním pacientem v novém lidském studiu, který urcuje, zda myslenky paralyzované osoby mohou být pouzity k ovládání externího zarízení, jako je sofistikovaná protetická ramena nebo pocítacový kurzor.
Na povrch mozku pacienta byla umístena rada elektrod, takze mohl ovládat zarízení pro vnejsí rameno. Tento projekt provádí vedci na Lékarské fakulte University of Pittsburgh a UPMC Rehabilitation Institute.
Robotní rameno a ruka byla navrzena vedci na laboratori aplikované fyziky Johns Hopkins University.
S cistou mozkovou mocí se Hemmesovi podarilo dostat ruku k dlani jednoho z vedcu a pozdeji k ruce jeho prítelkyne.

Tim Hemmes delá vysokou petku se svou prítelkyní (Foto: UPMC)
Po úspesném presunutí paze a ruky rekl Hemmes:

"Dala jsem srdce a dusi do vseho, co me pozádali," rekl okamzite po svém úspechu. "Musím se dostat a poprvé se dotknout nekoho za sedm let."

Vedoucí výzkumný pracovník Michael Boninger, reditel UPMC Rehabilitation Institute, rekl:

"Kdyz vidíme, ze Tim sáhne s mechanickou rukou, aby se dotkla jeho prítelkyne, byl to necekaný a prudký bonus pro vsechny z nás, kterí se podíleli na tomto vzrusujícím projektu.
Toto první kolo testování posiluje velkou potenciál BCI technologie, která nejen pomáhá pacientum s poranením míchy, ale i jejich fyzickým a emocionálním vztahum se svými práteli a rodinou. Dále nás motivuje, abychom tuto technologii ucinili uzitecnou a dostupnou pro ty, kterí ji potrebují. "

Co-vysetrovatelka a neurochirurgka UPMC Elizabeth Tyler-Kabara, M.D., Ph.D., chirurgicky umístili mrízku ECoG (elektrokortigrafie) o velikosti postovního razníku na povrchu mozku Hemmes behem dvouhodinového postupu. Dr. Tyler-Kabara je docent na oddelení neurologické chirurgie, Pitt School of Medicine.
Tyler-Kabara vysvetlil:

"Pred provedením jsme provedli nekolik funkcních zobrazovacích testu, abychom zjistili, kde jeho mozog zpracovává signály pro pohyb pravé ruky. Odstranili jsme malý kousek jeho lebky a otevreli tlustou vrstvu ochranné vrstvy pod ní, abychom umístili mrízku pres tuto oblast z mozkové kury. Dále jsme zvedli trnu a lebku zpet s dráty na vnejsí strane lebky, ale pod pokozku hlavy. "

Pripojovací dráty byly tunela pod kuzi, dolu po pacientove krku a vystupovala z horní cásti hrudníku. Odtud mohou být zapojeny do pocítacových kabelu.
Behem ctyr týdnu testovala spolecnost Hemmes a výzkumný tým technologii sest dní kazdý týden, a to jak v prostorách univerzity, tak v domácnosti pacienta. Pocítacový software vyvinutý výzkumnými pracovníky muze interpretovat neurální signály zvednuté implantovanou mozkovou mrízkou.
S praxí se Hemmesovi podarilo presunout míc na obrazovku bez jakékoli pomoci pocítace, s tím, co vedeli vedci "100% kontrola mozku". Z pohybu míce na obrazovce kolem, on pracoval delat to samé s protézou robotické ruky a ruku. Pokusil se oslovit cíl na velkém stolu.
Získání protetické paze k pohybu nebylo stejné jako to, aby se jeho pravá paze pohybovala predtím, nez se stal paralyzovaným. Hemmes si musel predstavit, jak si palcem ohnout - aby si to predstavoval - to vytvorilo mozkový signál, který pocítac interpretoval jako "pohyb doleva", nebo ohýbat loket tak, aby mohl být objekt posunut doprava.
Spolupracující reditel Wei Wang, MD, Ph.D., rekl:

"Mentálne spojil specifické motorové obrazy s pozadovaným smerem pohybu, vyzadoval koncentraci a trpelivost, ale zdálo se, ze tento proces je pro nej praktictejsí, stejne jako kdyz se nekdo naucí rídit auto s manuální prevodovkou. bude testovat dalsí prístupy, vcetne úcastníka, který proste premýslí o vzestupu, dolu a podobne. "

Osmým zasedáním se Hemmes podarilo dosáhnout podstatného pokroku. Se speciálními brýlemi, které mu umoznily 3-D videní na televizní obrazovce, posunul míc nahoru, dolu, doleva, doprava a také zpetne a dopredu.
Toto postupovalo k pohybu paze v nekolika ruzných smerech - nakonec se mu podarilo oslovit svou prítelkyni a doktora Wanga s velkolepou vysokou petkou.

Následující den, 22. zárí, Dr. Tyler-Kabara odstranil mozkovou mrízku ECoG a elektroinstalace od pacienta behem krátkého postupu.
Vedci v soucasné dobe zkoumají vsechna data, která shromázdili behem této studie. Hledají pet nebo více dospelých s mozkovými mozkovými zraneními míchy, kterí bud nevyuzívají nebo velmi omezují pouzití svých rukou a pazí pro dalsí pokusy.

Dobrovolníci hledali dalsí studii

Hledají také dobrovolníky za dalsí rok-dlouhou lidskou studii zahrnující rozhraní mozku a pocítace, které je 10 az 10 rad miniaturních bodu elektrod, které se dostávají do mozkové tkáne v hloubce mensí nez jedna desetina palce a shromazdují signály ze 100 jednotlivých neuronu.
Jedna mrízka bude umístena v cásti mozku, která ovládá pohyb rukou, druhá bude umístena v jiné oblasti mozku, která ovládá pohyby rukou, Andrew Schwartz. Ph.D., spoluresitel, vysvetlil.
Schwartz rekl:

"Predpokládáme, ze tyto pronikající mríze dokázou získat z mozku velmi jasné signály, aby zjistili, jaký pohyb má úcastník v úmyslu. Druhá mrízka nám umozní zjistit, co je mozné pri rízení jemného pohybu prstu a rukou, coz je mnohem komplikovanejsí, ale také muze nabídnout více uzitecné funkce pro úcastníka. "

Úspesný pokus na zvíratech s rukojetí

Pred nekolika dny vedci z Dukeovy univerzity informovali o dvou vycvicených opicích, které pouzívaly rozhraní mozku-stroj-mozku, aby se pohybovaly v ruce s avatary, aby detekovaly strukturu virtuálních objektu. Jejich cílem je nakonec vytvorit vnejsí exoskeleton oblek, který paralyzoval lidi mohli nosit a chodit kolem; pomocí svého mozku ovládat pohyb a smysl pro dotyk. (Odkaz na clánek)
Napsal Christian Nordqvist