Парализованный человек впервые вновь почувствовал прикосновение благодаря роборуке

Впервые парализованному человеку удалось частично вернуть осязание с помощью электрических мозговых имплантатов и роботизированной руки.

Фото UPMC, University of Pittsburgh Schools of the Health Sciences.

Парализованный Натан Коуплэнд и команда Роберта Гонта за работой.

Фото UPMC, University of Pittsburgh Schools of the Health Sciences.

Никто по доброй воле не хотел бы оказаться в инвалидном кресле с парализованными руками и ногами. Но жизнь крайне непредсказуема, и учёные с медиками не сидят, сложа руки, а ведут упорную борьбу с параличом, которая становится всё более высокотехнологичной.

Одно из перспективных направлений в этой области предполагает подключение к мозгу человека через имплантируемые устройства роботизированных протезов. Именно этим и занимается команда исследователей из Университета Питтсбурга (штат Пенсильвания, США) во главе с Робертом Гонтом (Robert Gaunt).

Ранее учёные разработали компьютерный интерфейс мозг-компьютер. Суть его работы довольно проста, в отличие от технического исполнения. В соматосенсорную и моторную кору головного мозга парализованного человека имплантируются массивы микроэлектродов. Именно эти области мозга отвечают за восприятие прикосновения к предметам и движение рук. Провода от микроэлектродов подсоединяются к компьютеру, который обрабатывает сигналы, поступающие от мозга, и передаёт их роботизированной руке, а затем проделывает то же самое в обратном направлении.

Четыре года назад мир облетело видео, в котором команда Дженифер Коллинджер (Jennifer Collinger) помогла парализованной женщине поднести ко рту с помощью такой руки шоколад и съесть его, а позднее пациентка научилась захватывать и переставлять различные предметы.

 

Ещё более ранним успехом команды стало рукопожатие Тима Хеммеса (Tim Hemmes) и его подруги.

 

Но Гонт и его коллеги не стали ограничиваться исполнением их системой только моторных функций, ведь общение человеческих рук с миром – это гораздо более сложный процесс, чем правильное сокращение определённых мышц. Так инженеры взялись за ещё более сложную задачу, а именно возвращение парализованному человеку чувства осязания (часто он не чувствует всё тело ниже шеи).

Их очередным пациентом стал 28-летний Натан Коуплэнд (Nathan Copeland). Когда ему было всего 18 лет, мужчина попал в автомобильную аварию и получил травму позвоночника, которая приковала его к инвалидному креслу. Но Коуплэнд не стал падать духом после сокрушительного диагноза, а записался в список претендентов на участие в научных исследованиях в Университете Питтсбурга.

Весной 2015 года после сдачи всех необходимых тестов и анализов мужчина попал в руки Гонта и его команды. Ему имплантировали четыре массива микроэлектродов, каждый размером около четырёх миллиметров. Предварительно с помощью современных методов визуализации были определены точные области в мозге Коуплэнда, куда они должны были быть установлены.

Уже через месяц после имплантации пациент смог буквально почувствовать каждый свой палец, с довольно большой точностью называя их во время слепого теста. Важным достижением для учёных стало то, что Коуплэнд ощущал не непривычные для обычного человека электрические покалывания в пальцах, а вполне естественное давление при касании.

Последующие месяцы прошли в непрерывных тренировках и экспериментах. В своей первой статье журнала Science об этом исследовании авторы отразили первые шесть месяцев работы, которая уже продолжается все 17.

Парализованный Натан Коуплэнд и команда Роберта Гонта за работой.

В пресс-релизе университета Гонт отмечает, что Натан чувствует прикосновения так, как будто они исходят от его собственной руки, что очень обнадёживает учёных.

На данный момент Коуплэнд может ощущать давление и немного различать его интенсивность, но нельзя сказать, что к нему полностью вернулось осязание. Пациент пока не может чувствовать прикосновение большим пальцем. Также он не может отличить горячее от холодного или почувствовать боль.

Но все эти возможности входят в обширные планы исследователей на будущее.