28 января 2015

Повреждения или заболевания  спинного мозга  могут приводить к нарушению поступления  импульсов по нервным волокнам  к мышцам ниже зоны повреждения. В недавних экспериментах, ученые использовали   роботизированный  компьютерный комплекс  для того, чтобы пациентка с параличом могла двигать протезом с помощью  мозга. И эти эксперименты показали что , женщина с квадриплегией была в состоянии, используя свой мозг , двигать  манипулятором , и продемонстрировала  « 10-уровневый контроль мозгом " протеза.

Результаты  последнего эксперимента, который был проведен исследователями Университета Питтсбурга школы медицины в Пенсильвании,  были опубликованы в  журнале  «Journal of Neural Engineering « .

Женщина, которая принимала участие в исследовании, 52-летняя Ян Шейерман,  была парализована, и ей был  поставлен диагноз «вариант спиноцеребеллярной дегенерации без вовлечения  мозжечка».

В феврале 2012 года команда исследователей  имплантировала хирургическим способом  сетку  с 96 крошечными электродами в определенные зоны мозга, которые в норме  ответственны за движения  правой руки и кисти.

Электроды были в состоянии принимать сигналы от отдельных нейронов, которые затем  передавались в компьютер  для того, чтобы выявить закономерности между нервными импульсами и  воображаемыми  и наблюдаемыми движениями, включая подъем и опускание руки.

Результаты этого первоначального исследования, - в котором  пациентка Шейерман смогла зайти так далеко,  что смогла сгибать и разгибать кисть роботизированного протеза руки  и перемещать его назад и вперед, из стороны в сторону, поворачивать руку-протез и хватать объекты  кистью   - продемонстрировали "7D контроль". Полученные результаты были опубликованы в журнале « Lancet» в 2012 году.

Но в этом последнем исследовании под руководством профессора Эндрю Шварц из школы медицины  Питта, Шейрман смогла  освоить "10D контроль", при  котором проводилось перемещение роботизированной руки в различные позиции с контролем запястья и кисти.

"Результаты показывают,  что можно восстановить движения у пациентов с параличом "

Профессор Шварц и его коллеги объясняют, что нейрокомпьютерные  интерфейсы (НКИ) "дают возможность в обход поврежденных тканей, путем декодирования  импульсов, проводить движения роботизированными системами  или вспомогательными устройствами  - такими, как компьютерная мышь  или роботизированный манипулятор.

"Наш проект показал, что мы можем интерпретировать сигналы от нейронов в простой компьютерный алгоритм для генерации сложных, плавных движений, которые позволяют пациенту  взаимодействовать с окружающей средой", говорит Дженнифер Коллингер, научный сотрудник школы Питта.

Во время последней  работы, команда заменила простое хватание протезом движениями пальцев  других   типов: отведение пальца, хватание пальцем, поворот запястья, движения в среднем  пальце,  сведение пальцев в щепотку, в результате чего  удалось в общей сложности достичь 10 видов движения в роботизированной руке.

В ходе эксперимента, Шейерман  смотрела анимацию движений и мысленно представляла их, и команда записывала  сигналы ее мозга  и они посылались в компьютер  для калибровки системы. Далее, они использовали эту информацию, чтобы "читать ее мысли, « что позволило  ей двигать рукой в нужное положение.

Комментируя результаты, профессор Шварц говорит:

"Что интересно, Ян лучше использовала   манипулятор, если ей до этого показывали  объекты    в течение предыдущей калибровки. В целом, наши результаты показывают, что высоко скоординированные естественные движения  могут  быть восстановлены у   людей с парализованными руками."

Хотя их эксперимент проводился  только на одном человеке, исследователи отмечают, что их результаты сопоставимы с предыдущими исследованиями нервного  тюнинга и роботизированной  руки, выполненными на приматах.

Взаимодействие с физическими объектами является относительно новым в области НКИ, хотя некоторые исследования показали  определенный успех в этом направлении, большинство НКИ имеет очень узкий спектр использования.

Когда исследование было закончено, и была проведена операция по удалению имплантированных электродов,  пациентка Шейерман описала свои ощущения, как увлекательное приключение и высказалась, что рада, что помогла своим участием в исследовании ученым сделать еще один шаг в решении проблем пациентов с парализованными конечностями. 

АКЦИИ и СКИДКИ В АПРЕЛЕ

Подробнее

Запись на прием

Записаться на прием в режиме реального времени

Вопрос-ответ

На вопросы отвечают наши ведущие специалисты

Энциклопедия

Вся информация о заболеваниях позвоночника