Швейцарські науковці разом з колегами з інших країн здійснили
справжній прорив - вони повернули мобільність людині, яка внаслідок
травми втратила здатність рухатися. Дослідники зуміли обійти пошкоджені
нервові тканини у спинному мозку, створивши бездротовий цифровий міст
між головним і спинним мозком нижче травмованої ділянки. Не обійшлося і
без штучного інтелекту - алгоритм зчитував думки учасника експерименту,
який уявляв, що може рухатися. Свою роботу вчені
описати у фаховому журналі Nature.
Допомогу було надано 38-річному чоловікові, який десять років тому
пошкодив шийний відділ хребта внаслідок падіння з велосипеда. Науковці
пояснили - раніше він брав участь у програмі допомоги реабілітації людей
із травмами хребта. Зокрема, до чоловіка застосовували процедуру
епідуральної стимуляції спинного мозку, коли у хребет встановлюється
імплантат з електродами, а під шкіру вшивається стимулятор. Така
платформа створює імпульси у відповідних зонах спинного мозку і змушує
м’язи кінцівок працювати. Як наслідок - людина має здатність
пересуватися, щоправда, з обмеженими можливостями.
Оскільки у пацієнта залишилися електроди у хребті (на спинному
мозку), вчені вирішили подавати на них керівний сигнал із головного
мозку. Для цього дослідники створили цифровий бездротовий міст, оскільки
нервова тканина між спинним і головним мозком була розірвана внаслідок
травми. Для зчитування сигналів з головного мозку в череп пацієнтові
імплантували датчики з електродами. Блок управління електродами
отримував зовнішнє індуктивне бездротове живлення на частоті 13,56 МГц,
а зчитана мозкова активність передавалася іншою антеною - на частоті 405
МГц. Дані приймалися і розшифровувалися приймальним пристроєм
(ймовірно, ноутбуком), який пацієнт мав постійно носити в рюкзаку
за спиною.
Спочатку вчені навчили ШІ розпізнавати активність головного мозку у
відповідь на команди здійснювати ті чи інші рухи ногами. Пізніше
алгоритм навчився розпізнавати бажання пацієнта рухати кінцівками
з сигналами, які за допомогою цифрового моста передавалися до спинного
мозку і далі до м’язів ніг.
У результаті навчання цифровий інтерфейс допоміг пацієнтові ходити на
рівній поверхні та утримувати баланс тіла із милицями. Платформа
працювала добре також й у домашніх умовах, а не лише під наглядом
лікарів. Ба більше, частина шляхів нейронів у головному мозку змогла
перебудуватися, і пацієнт міг здійснювати певні дії навіть без штучної
стимуляції.
Колись, зазначають дослідники, подібні технології зможуть повернути
до активного життя людей із травмами хребта — якщо це працює на одному
пацієнті, то може бути повторено з іншими.