Podwójne obejście neuronowe. Czy możliwe będzie przywrócenie czucia?

Życie Keitha Thomasa zmieniło się drastycznie najpierw 18 lipca 2020 roku, kiedy po niefortunnym skoku do basenu doznał uszkodzenia kręgów C4 i C5, co spowodowało paraliż od klatki piersiowej w dół, a następnie kilka miesięcy temu, dzięki naukowcom i lekarzm z Northwell Health’s  Feinstein Institutes for Medical Research w Nowym Jorku.

Zespół postanowił przetestować z jego udziałem innowacyjną technologię, będącą połączeniem implantów mózgowych, sztucznej inteligencji i stymulacji elektrycznej, dzięki której lat może swobodnie poruszać ręką i czuć dotyk innych osób na swojej skórze.

Łącząc implanty mózgowe, sztuczną inteligencję i stymulację elektryczną, naukowcy opracowali nowatorską technologię „podwójnego obejścia neuronowego”, która przywróciła ruch ręki i czucie człowiekowi z porażeniem czterokończynowym.

Jak działa ta niewiarygodna technologia? Naukowcy najpierw wykorzystali funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) do zmapowania mózgu mężczyzny i identyfikacji obszarów odpowiedzialnych za ruchy rąk i czucie dotyku na dłoni, a później podczas 15-godzinnej operacji umieścili pięć implantów – dwa w obszarze odpowiedzialnym za ruch i trzy kolejne w części mózgu odpowiedzialnej za dotyk i czucie w palcach.

Następnie przyszedł czas na tzw. terapię opartą na myślach, podczas której dwa porty wystające z głowy Thomasa były podłączone do komputera, żeby sztuczna inteligencja mogła odczytać, zinterpretować i przełożyć jego myśli na działanie, tworząc podstawę nowatorskiego podejścia do „podwójnego obejścia neuronowego”.

Jak wyjaśniają badacze, kiedy Thomas myśli o ściśnięciu dłoni, sygnały elektryczne wysyłane przez jego mózg są dekodowane przez komputer, który wysyła sygnały do elastycznych, nieinwazyjnych elektrod umieszczonych na jego kręgosłupie i mięśniach przedramienia, te zaś powodują ruch ręki. Czujniki na opuszkach palców i dłoni wysyłają natomiast informacje o dotyku i nacisku z powrotem do mózgu, który rejestruje te informacje jako doznania.

Tym samym pierwszy raz mamy do czynienia z przypadkiem, gdy mózg, ciało i rdzeń kręgowy zostały połączone elektronicznie u sparaliżowanego człowieka w celu przywrócenia trwałego ruchu i czucia. W odróżnieniu od stosowanej wcześniej terapii pojedynczego obejścia, nowe podejście nie wymaga bowiem stałego połączenia z komputerem i działa także poza laboratorium, dając nadzieję na przywrócenie ruchu i czucia poprzez wykształcenie nowych połączeń nerwowych.

Oprac. em/, fot. freepik.com

Data publikacji: 08.08.2023 r.