Маймуни с увреждания на гръбначния мозък, водещи до парализа на единия крайник, възвърнаха способността си да ходят благодарение на нов безжичен невроимплант, който възстановява комуникацията между мозъка и гръбначния мозък, съобщиха учените в сряда, 9 ноември.
Това постижение бележи поредната стъпка напред в бързо развиващата се област на лечение на увреждане на гръбначния мозък с най-новите технологии.
През последните няколко години учените създадоха технологии, за да помогнат на хората и маймуните да манипулират роботизирана ръка с буквална сила на мисълта, възстановиха способността на парализиран човек да използва една ръка чрез микрочип, имплантиран в мозъка му, и използваха електрическа нервна стимулация, за да накарат парализирани плъхове да ходят.
Новата система се откроява сред всички тези постижения, защото ви позволява да се концентрирате върху долната част на тялото си и дава на маймуните - вероятно хората в близко бъдеще - способността да използват безжична система и да не бъдат привързани към компютър. Разработчиците на тази система използваха напредъка в картографирането на невронната активност и невронната стимулация. Компютърът е необходим за декодиране на мозъчните сигнали и изпращането им към гръбначния мозък, но компютърната технология направи възможно създаването на преносимо устройство.
Според Грегоар Кортин, специалист по възстановяване на гръбначния мозък в Швейцарския федерален технологичен институт в Лозана, той се надява, че системата, която той и колегите му са разработили, може да се използва за 10 години за лечение на хора, като помага те преминават през процеса на рехабилитация и „подобряват качеството на живот“.
Както обаче подчерта, учените си поставят за задача да подобрят процеса на рехабилитация, а не да измислят фантастично лекарство за парализа. "Хората няма да могат да ходят по улиците с интерфейс мозък-гръбначен стълб" в близко бъдеще, добави той.
Андрю Джаксън от университета в Нюкасъл, който е изучавал парализа на горната част на тялото и не е участвал в това проучване, смята, че това е „още един ключов етап“в търсенето на парализа. Д-р Джаксън написа коментари за това изследване в списание Nature, което публикува резултатите от експеримент на д-р Къртин, Марко Капогросо, Томислав Милекович и други.
Една от причините тази система да не се счита за чудотворно средство за парализа е, че имплантът е способен да предава само онези импулси, които позволяват на крайника да бъде удължен и огънат в точното време, така че животното да може да ходи на четири крака, но не позволява по-сложни движения, като промяна на посоката или избягване на препятствия. При хората нещата са още по-сложни, защото например, за разлика от четириногите, човек също трябва да поддържа баланс, докато ходи.
Промоционално видео:
Според д-р Къртин те извършват изследванията в сътрудничество с китайски експерти, тъй като ограниченията върху тестовете върху животни в Швейцария биха им попречили да завършат работата. След като техният експеримент беше успешен, той получи разрешение да продължи да работи в Швейцария.
Д-р Къртин пише за етичната страна на подобни експерименти с примати, подчертавайки, че са му били необходими 10 години, за да експериментира с гризачи, за да се приготви за работа с маймуни. Една от причините учените да са работили само с един парализиран крайник е, че тетраподите могат да живеят относително нормално, без да използват единия крак, като същевременно запазват контрола върху функциите на пикочния мехур и червата, докато пълното разкъсване на гръбначния мозък може имат разрушителен ефект върху животното.
Освен това, както добави д-р Къртин, работата по този проект, който обещава да помогне на хората с увреждания на гръбначния мозък в бъдеще, не може да продължи с човешко участие, докато други примати не бъдат експериментирани. Четенето на сигнали от мозъка и стимулирането на гръбначния мозък се извършват с помощта на устройства, които вече се използват от хората за други цели. Въпреки това софтуерът за декодиране на сигнали все още не е тестван върху хора.
Дейвид Бортън от университета Браун, един от водещите автори на новия доклад, разработи безжичния сензор с колегите си в процеса на писане на докторската си дисертация, още преди да работи с д-р Къртин. Снабден с микроелектроди, този сензор записва и предава импулси към частта от мозъка, отговорна за движението на крайниците. Една от причините системата да помогне за рехабилитацията е, защото укрепва останалите невронни връзки между частите на гръбначния мозък и наранен крайник, каза той.
Устройството за запис на мозъчни сигнали е допълнено от електростимулиращо устройство, поставено извън гръбначния мозък, което предава сигнали към рефлекторната система. Процесът на ходене се контролира само частично от мозъка. Гръбначният мозък има собствена система, способна да приема и реагира на информация от крайниците. През повечето време хората не мислят за това как ходят и процесът на ходене не се контролира само от мозъка на подсъзнателно ниво. Основната част от товара пада върху гръбначния мозък и рефлекторната система.
Преди това д-р Къртин е използвал електрическа стимулация за обучение на плъхове с увреждания на гръбначния мозък да ходят.
Тази негова работа обаче не включва мозъка и един от ключовите компоненти на тези експерименти беше времевата рамка. „Ако мозъкът изпрати сигнал за движение на крайник, отнема само няколко милисекунди, за да се установи тази връзка“, обясни д-р Бортън.