Йэну Бёркхарту (Ian Burkhart) было всего 19 лет, когда в отпуске он сломал себе шею, нырнув на мелководье. С тех пор прошло шесть лет, и всё это время он был не в состоянии двигать своими ногами и руками ниже локтя. Но в настоящее время молодой мужчина может контролировать пальцы одной руки с помощью "телепатического" устройства.
Специалисты из Института Файнштейна в Манхассете и Университета Огайо имплантировали устройство величиной с горошину с массивом из сотни электродов в ту часть мозга Бёркхарта, что отвечает за контроль движений.
Команда учёных обнаружила нужную область, просканировав мозг пациента перед операцией (в момент эксперимента он думал о том, как двигает конечностями). Затем в ходе операции с помощью электрической стимуляции нейрохирурги смогли точно определить ту часть мозга, что отвечает за движения правой руки.
Инженеры также разработали оснащённый электродами рукав, который воздействует на мышцы рук Йэна. Электроды стимулируют определённые мышцы, контролирующие движения.
Бёркхарт прошёл программу обучения, которая позволила ему научиться управлять системой под названием NeuroLife с помощью "силы мысли".
Так, исследователи предложили ему подумать о том, как он выполняет какие-то движения. Затем они записывали работу его мозга с помощью компьютера и переводили мозговые волны с помощью алгоритма в сигналы управления для рукава на руке. Потребовалось некоторое время для того, чтобы оптимальным образом расшифровать мысли испытуемого. Однако, повторяя одни и те же движения раз за разом, он всё больше и больше совершенствовал процесс.
В течение последних двух лет Бёркхарт два-три раза в неделю тренируется управлять нейроинтерфейсом. В настоящее время он может открывать или закрывать бутылку, захватывать различные предметы и даже играть в видеоигру Guitar Hero.
"Первоначально Йэн мог лишь сжимать кулак, однако теперь он задействует каждый палец с точностью около 70%, — комментирует ведущий автор исследования Али Резаи (Ali Rezai). – И с каждым разом у него получается всё лучше".
"Я никогда не отчаивался, – говорит сам Бёркхарт. – Однако я рад, что современные достижения науки и техники могут сделать мою жизнь значительно лучше".
Некоторые эксперты считают, что точность управления пальцами можно улучшить с помощью внутренней, а не внешней стимуляции. Однако Резаи и его коллеги планируют оставить систему максимально неинвазивной. Также исследователи надеются, что в конце концов можно будет имплантировать сенсоры мозга без хирургического вмешательства – возможно, путём введения датчиков под кожу головы.
Исследователи также планируют разрабатывать носимые устройства и учить парализованных людей, лишённых способностей к движению после травмы спинного мозга или инсульта, управлять другими частями тела. Расширенное исследование должно стартовать в ближайшие месяцы.
Описание эксперимента и его результатов было опубликовано в журнале Nature.
