Мозг напрямую подключили к парализованным рукам
Парализованные конечности можно снова «включить». Нейробиологам удалось разработать прибор, соединяющий их напрямую с мозгом. Правда, пока связь эта односторонняя — «пациенты» лишь управляют руками, но рук не чувствуют.
Повреждения спинного мозга ослабляют или полностью нарушают нервную связь между мозгом и конечностями. Но при этом и нервы в мышцах, и управляющие движением отделы мозга никуда не исчезают. Идея соединить их родилась достаточно давно. Уже придуман специальный интерфейс, при помощи которого активность нейронов головного мозга можно преобразовать в электрические импульсы. Есть и специальные компьютерные программы, которые позволяют преобразовывать эти импульсы в определенные команды. Так, еще в 2006 году исследователям из Вашингтонского университета (University of Washington) удалось сделать интерфейс, при помощи которого управление курсором осуществлялось при помощи «силы мысли». Эту технологию неоднократно проверяли на людях и на обезьянах. Наконец, удалось сделать даже протез, который управляется деятельностью нервных клеток в двигательной коре головного мозга.
Правда, конечности при этом все равно остаются парализованными. Поэтому рабочая группа под руководством Чета Морица (Chet Moritz) в Вашингтонском университете решила не делать ставку на механические устройства. Вместо этого ученые попытались вернуть парализованным людям контроль над собственными конечностями.
Как говорят сами ученые в опубликованном на сайте университета пресс-релизе, они продолжили работу над интерфейсом «мозг-компьютер». Они сделали устройство размером с мобильный телефон, которое интерпретировало сигналы мозга и преобразовывало их в электрические импульсы, способные стимулировать мышцы. Затем искусственно парализовали руку обезьянам. Для этого авторы работы использовали обезболивающее средство, которое блокировало передачу нервных импульсов. К мышцам, расположенным ниже уровня паралича, подключили электроды. По ним к мышцам передавались сигналы от преобразовывающего устройства.
Сначала обезьяны смогли напрягать мышцы парализованной руки. Потом они постепенно научились пользоваться искусственно иннервированной конечностью и совершать вполне направленные действия. Например, брать чашку или нажимать на кнопки. «Мы наблюдали, как в работу включалось все больше мышц, -- говорят исследователи. -- И считаем, что подобный метод можно применить и для стимуляции ножной мускулатуры» Более того, за время экспериментов обезьяны научились использовать для управления мышцами фактически любые клетки моторной коры, а не только те, которые управляют рукой. При этом с практикой контроль над движениями только улучшался.
Однако исследователи как всегда осторожны. Ведь они получили такие результаты, работая с животными, которые на самом деле здоровы. А их конечности, несмотря на лекарственный паралич, по-прежнему связаны с головным мозгом через спинной.
При «настоящем» параличе изменения в нервной системе могут помешать работе нового устройства. Кроме того, интерфейсы «мозг-компьютер» общаются только в одном направлении – от мозга к мышцам. Как говорят исследователи, для точной настройки движений не хватает информации, которую можно получить от органов чувств. А это компьютерные системы пока не умеют.
Ученые считают, что подобные эксперименты на людях смогут пройти еще нескоро. Возможно, для отработки технологии потребуются десятилетия.