Используя множество тонких волосами электродов, имплантированных в его мозг, 25-летний парализованный человек смог управлять компьютером, открыть и закрыть протезную руку и управлять роботизированной рукой только путем размышления об этом, согласно новому исследованию. Такой интерфейс мозгового компьютера может однажды помочь восстановить движение и коммуникацию людям, парализованным от повреждений спинного мозга, ударов и расстройств, таких как мышечная дистрофия и амиотрофический боковой склероз.Исследователи ранее вставили единственные электроды в парализованных людей, предоставив им ограниченный компьютерный контроль за курсором. Они также поместили более сложные множества электрода в обезьян (ScienceNOW, 8 июля 2004).
Но никто никогда не помещал большое количество микроэлектродов в парализованного человека; действительно, никто не знал, произведут ли нейроны в двигательной зоне коры головного мозга, отделе головного мозга, прежде всего ответственном за контроль за движением, все еще, разборчивые сигналы после лет неупотребления.В предварительном исследовании два парализованных пациента перенесли 3-часовую операцию.
Нейрохирурги приложили множество электрода, названное BrainGate, к маленькой опоре поверх головы каждого пациента, от которой провода простираются к компьютеру. Исследовательская группа, во главе с нейробиологом Университета Брауна Джоном Доногу, затем попросила, чтобы каждый человек думал о том, чтобы двигать его рукой следовать за курсором на экране – и к восхищению бригады, характерам активности в двигательной зоне коры головного мозга, измененной согласно направлению движения, которое каждому человеку сказали вообразить. «Как только он начал думать о левом и правом, двигательная зона коры головного мозга была активна», говорит Доногу, также ведущий исследование в Нейротехнологических Системах киберкинетики в Фоксборо, Массачусетс, производящий BrainGate.
Следующий шаг переводил эти мысли на движение курсора. Чтобы сделать это, ученые должны были программировать настроенный нервный декодер для каждого пациента.
Программное обеспечение позволило мужчинам перемещать курсор вокруг монитора с намного большим количеством средства, чем было достигнуто в предыдущих экспериментах с вживленными электродами в людях. Оттуда, исследователи продемонстрировали, как это простое умение могло использоваться для управления компьютером и другими устройствами. С надлежащим программным обеспечением первый пациент легко открыл моделируемую электронную почту, нарисовал круг, измененные телеканалы, заставил манипулятор захватить кусок леденца и пропустить его недалеко, и зажал Donoghue протезной рукой. Результаты описаны в Природе этой недели.
Говорит соавтор Ли Хочберг, невропатолог Центральной больницы Массачусетса: «Мы можем быть в состоянии получить более прекрасный контроль над внешним устройством, чем было ранее возможно».BrainGate является все еще годами от клинической практики, но исследователи приветствуют результат. «Эта дотошная история болезни ценна и воодушевляет», говорит Джонатан Уолпоу, нейробиолог в Центре Уодсуорта, части Министерства здравоохранения штата Нью-Йорк в Олбани.
Добавляет Стивен Скотт, нейрофизиолог двигательной зоны коры головного мозга в Университете Куинс в Кингстоне, Канада, «[это] важный шаг вперед».