Осязание человека восстановили с помощью нейрокомпьютерного интерфейса

Исследователи из Мемориального института Баттеля вместе с коллегами из Университета штата Огайо сообщили о том, что впервые смогли восстановить чувство осязания в кистях рук у пациента с тяжелой травмой спинного мозга с помощью интерфейса «мозг — компьютер». Посвященная достижению статья опубликована в журнале Cell.

Мы воспринимаем чувство осязания как должное, однако в мире есть множество людей, которые его лишены. Вернуть потерянное чувство людям с травмой спинного мозга, которая наиболее часто связана с этим состоянием, практически невозможно. Однако появление нейрокомпьютерных интерфейсов может помочь исправить это.

В новой работе медикам впервые удалось вернуть осязание человеку с травмой спинного мозга. Пациентом был 28-летний мужчина, который получил увечье в 2010 году при занятии дайвингом. С 2014 года молодой человек является участником проекта NeuroLife, целью которого является восстановление функции его правой руки. Исследователи разработали устройство, которое использует систему электродов на коже человека и небольшой компьютерный чип, имплантированный в его двигательную кору.

Эта установка направляет сигналы от мозга к мышцам с помощью проводов, минуя повреждение спинного мозга. Разработка функционирует достаточно хорошо, чтобы молодой человек мог поднять кофейную кружку, оплатить покупку кредитной картой и даже сыграть партию в Guitar Hero. По словам исследователей, до сих пор испытуемому было трудно контролировать движения своей руки, если он внимательно не следил за ней. К тому же отсутствие обратной связи не позволяло полностью ее прочувствовать.

Исследователи обнаружили, что, хотя у пациента почти не было ощущений в руке при стимуляции кожи, нервный сигнал — настолько маленький, что его мозг был не в состоянии воспринять его, — все еще добирался до головного мозга. По словам авторов, даже у таких людей с серьезным повреждением спинного мозга почти всегда есть несколько пучков нервных волокон, которые остаются целыми. Ученые с помощью своего устройства смогли увеличить интенсивность этого сигнала до уровня восприятия мозгом.

С помощью тактильной обратной связи ученые смогли отправить субперцептивные сенсорные сигналы обратно в мозг молодого человека. Исследователи также смогли улучшить интерфейс «мозг — компьютер» благодаря новым разработкам в этой области. Это позволило пациенту находить предметы на ощупь. В будущем молодой человек сможет подбирать объект и манипулировать им, даже если будет не в состоянии увидеть его. Кроме того, новая система впервые позволяет восстановить двигательную активность и осязание одновременно. Благодаря этому пациент получает большее чувство контроля и может делать некоторые манипуляции более быстро. Наконец, эти улучшения позволяют нейрокомпьютерному интерфейсу чувствовать, какое давление следует использовать при обращении с объектом или подборе чего-либо. Он может, например, легко прикасаться к хрупкому объекту, и наоборот, сжимать покрепче что-то тяжелое.

Долгосрочная цель исследователей заключается в разработке системы, которая работала бы хорошо не только в лаборатории, но и в домашних условиях. Авторы работают над созданием интерфейса следующего поколения, содержащего необходимые электроды и датчики, которые можно было бы легко надеть и снять. Авторы также планируют разработать систему, которой можно управлять с помощью планшета, а не компьютера.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.