Парализованная женщина была в состоянии управлять автоматизированной протезной рукой с помощью своих мыслей.Эта женщина, борющаяся с тетраплегией, получила уровень движения и контроля рукой, сопоставимой с людьми без любого ухудшения.Исследование прибыло из команды экспертов в университете Питтсбурга и было издано Онлайн Сначала в Скальпеле.До сих пор пациент с этим типом протеза никогда не испытывал контроль и движение до этой степени.
Поэтому этот отчет символизирует главный прорыв в развитии автоматизированных протезов, которыми управляет ум.Команда внедрила два множества микроэлектрода (микроэлектронный инструмент, прилагающий клетки головного мозга к электронной схеме) в левую двигательную область коры головного мозга пациента в феврале этого года. Участница была женщиной в возрасте 52 лет, получившей диагноз spinocerebellar дегенерации тринадцать лет до исследования.Дегенерация Spinocerebellar является редкой, наследственной болезнью, в который структуры в частях мозгового и спинного мозга, которые ответственны за координацию и выродившееся мышечное движение, и своевременно, теряют функцию.
Однако пациента, наблюдаемого в этом исследовании, теперь считают tetralpegic – парализованный от шеи и ниже – из-за развития ее болезни. Она не может, поэтому, переместить свои руки или ноги добровольно одна.Ученые соединили электродные множества в двигательной области коры головного мозга женщины к автоматизированной руке, и по словам исследователей, движение сустава и запястья было подобно человеческой руке.
Чтобы помочь пациенту учиться использовать устройство, она участвовала в обучении в течение 14 недель. Во второй день ее обучения, всего спустя 14 дней после имплантации, пациент смог двигать прокатегорической рукой самостоятельно без помощи компьютера.Эта скорость, на которой пациент адаптировался к протезису, никогда не замечавшемуся прежде, происходит частично из-за этого нового способа соединить мозг с протезной рукой, по словам исследователей.
Профессор Эндрю Шварц, ведущий автор исследования, объяснил:«В развитии управляемого умом протезирования одна из самых сложных задач всегда была то, как перевести мозговые сигналы, указывающие движение конечности в компьютерные сигналы, которые могут надежно и точно управлять автоматизированным протезом.Большая часть управляемого умом протезирования достигла этого алгоритмом, включающим работу через сложную ‘библиотеку’ мозговых компьютером связей. Однако мы проявили абсолютно другой подход здесь, при помощи основанного на модели компьютерного алгоритма, близко подражающего способу, которым неослабленный мозг управляет движением конечности. Результатом является протезная рука, которой можно двигать намного более точно и натуралистически, чем предыдущие усилия."
Женщина была вовлечена в обширное обучение и программу тестирования, длившуюся больше 3 месяцев. Эксперты надеялись, что к концу ее программы, она будет в состоянии выполнить задания, показывающие, что она могла управлять протезом более чем семь степеней свободы (трехмерный перевод, трехмерная ориентация, одномерное схватывание).
С помощью ее обучения пациент смог выполнить все задания с показателем успешности 91,6%, и она выполнила задачи 30 секунд быстрее, чем она сделала в начале испытания.Чтобы подтвердить, что улучшение женщины было клинически значительно, впервые, команда использовала стандартные анализы, известные как Анализы руки исследования в целях выработки мер (ARAT), которые обычно используются, чтобы оценить функцию конечности после того, как люди страдают от удара или других парализующих инцидентов.Исследователи добавили, что следующие шаги к лучше этому протезному должны будут включать сенсорные элементы (например, помочь человеку различать горячий и холодное или гладкое, и грубое), и включать беспроводную технологию (устраняющий необходимость проводов, которые соединяют голову пациента и их протез).
Профессор Грегуар Куртин из швейцарского федерального Технологического института Лозанна (EPFL) написал:«Эта биовдохновленная внутренняя поверхность мозговой машины является замечательным технологическим и биомедицинским достижением. Хотя много проблем располагается впереди, эти виды систем быстро приближаются к пункту клинического осуществления. Через совместные усилия, и путем обеспечения, что всевозможные доступные стратегии оптимально объединены, эти виды протезирования могли бы скоро стать революционными моделями лечения для сенсорно-двигательного паралича».
Подобный отчет, опубликованный в прошлом году, описал, как взрослый пациент мужского пола, парализованный из-за поврежденного спинного мозга в аварии с участием мотоцикла, смог использовать мозговую компьютерную внутреннюю поверхность, чтобы переместить протез руки, с помощью только его мысли.