Американские ученые создали протез, угадывающий желания человека

25 мая 2015

Фото: Keck Medicine of USC
Группа нейрофизиологов и киберинженеров из Калифорнийского технологического института в Пасадене (Caltech), Школы медицины при Университета Южной Каролины (Keck Medicine of USC) и Национального реабилитационного центра (Rancho Los Amigos National Rehabilitation clinical) разработала протез руки, который подключается непосредственно к головному мозгу и напрямую управляет действиями роботизированной руки. Об этом уникальном эксперименте сообщается на сайтах всех трех участников научного эксперимента. Здесь можно ознакомиться со статьей на сайте Университета Южной Каролины, 

Эрик Сорто в 21 год оказался парализован в результате попадания пули в спинной мозг. Теперь он - первый человек в мире, которому управление протезом имплантировано непосредственно в участок мозга, отвечающий за желания. Прежде проводились эксперименты, в которых управление роботизированных конечностей помещалось также в мозг, в участок, отвечающий за двигательную активность. Это позволяло пациентам совершать движения, но они совершались с некоторой задержкой и были несколько резкими.

Ученые, проводя наблюдения за деятельностью задней теменной коры, пришли к выводу, что в ней находятся центры, отвечающие за намерение совершать то или иное движение. Именно в этом участке анализируются данные, поступающие из внешней среды, и формируются «приказы», которые отправляются в те участки мозга, которые отвечают за выполнение задачи. Ученые решили проверить, возможно ли будет «подключить» к этой зоне мозга электроды и с помощью долговременного наблюдения «научить» компьютер распознавать желания человека и передавать их роботизированной конечности.

Команда нейрохирургов имплантировала Эрику пару небольших матриц, каждая из которых содержала 96 отдельных электродов, которые, в свою очередь, были связаны с отдельными нейронами задней теменной коры. Матрицы также были соединены кабелями с компьютером, которые обрабатывал поступающие сигналы и расшифровывали их.

Спустя 16 дней после имплантации Эрик Сорто начал обучение в Национальном реабилитационном центре Rancho Los Amigos. Ученые просили его подумать о том, чтобы поднять руку, взять стакан, переместить руку, а затем обрабатывали данные. Через какие-то время ученые составили «словарь», и на его основе создали компьютерную программу, которая анализировала активность на участке задней теменной коры и старалась угадать «мысли». Следующим этапом было обучение управлению: Эрик учился мысленно перемещать на экране кружочек, а потом — управлять роботизированной рукой.

Эксперимент оказался удачным: Эрик успешно здоровается роботорукой, наливает себе напиток, и даже играет в «камень, ножницы, бумага».

«Мы находимся в той точка исследований, связанных с человеком, откуда мы сможет сделать огромные успехи в преодолении огромного количества неврологических расстройств. Эти очень важные ранние клинические испытания, которые несут надежду пациентам с неврологическими проблемами такого типа, связанные с параличом, например, инсульт, травмы головного мозга и даже рассеянный склероз», - полагает Кристиан Неск, невролог клиники Keck Medicine of USC и со-директор Центра восстановления функций нервной ткани Университета Южной Каролины.

Все новости