Участником уникального эксперимента стал Кит Томас, который был парализован ниже шеи после несчастного случая в бассейне в 2020 году. Ему в мозг вживили пять микроэлектродных матриц. Когда мужчина мысленно пытается пошевелить рукой, искусственный интеллект мгновенно считывает эти сигналы и расшифровывает намерения пациента.
ИИ-модель помогла восстановить функции и чувствительность руки после паралича
Ученые из Института медицинских исследований Фейнштейна в рамках трехлетнего клинического исследования успешно применили технологию «двойного нейронного обхода». Гибридная система соединила интерфейс мозг-компьютер, искусственный интеллект и электростимуляцию. Это позволило мужчине с полным параличом четырех конечностей вернуть контроль над рукой.
Кит Томас, страдающий параличом, получил имплантацию пяти крошечных микрочипов в мозг, которые составляют ключевую часть уникальной в своем роде системы «двойного нейронного шунтирования». Feinstein Institutes https://northwell.multimedia-newsroom.com/
Межчеловеческий нейронный обход. С помощью мозгового имплантата участник исследования Кит Томас смог передать сигналы своего мозга другому участнику эксперимента с травмой спинного мозга, помогая ему двигать рукой. При этом сам Кит чувствовал прикосновение в кончиках пальцев, когда другой участник брал предметы. Эта концепция открывает перспективы для совместной реабилитации пациентов в будущем.
Точность декодирования сигналов коры головного мозга алгоритмами машинного обучения достигла 84,6% без необходимости постоянного переобучения системы. ИИ переводит импульсы в команды для электростимуляторов, закрепленных на коже предплечья. В результате парализованная рука начинает двигаться по воле человека. Одновременно датчики давления на специальном ортезе посылают сигналы обратно в сенсорную кору мозга, создавая реальное ощущение прикосновения.
Кит Томас демонстрирует, как он берет в руку и поднимает пустую яичную скорлупу.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Система действует настолько точно, что пациент может брать хрупкую пустую яичную скорлупу и удерживать ее в 87% случаев, не повреждая. Мужчина снова стал самостоятельно пить из чашки, есть и даже почесывать нос, не испытывая при этом сильного когнитивного напряжения. Работа опубликована в журнале Nature Medicine.
Нейропластичность и устойчивое восстановление
Кит Томас теперь может самостоятельно брать предметы, поднимать их и пить из чашки.
Уникальность метода заключается в том, что он активирует нейропластичность — способность нервной системы создавать новые связи. До сих пор считалось, что восстановить функции при столь тяжелых повреждениях спинного мозга невозможно. Но регулярные тренировки запустили процесс перестройки нервных цепей в обход поврежденного участка. За 35 недель терапии сила правой руки Кита увеличилась на 86%, а левой — на 62%.
Разработанный учеными метод «кортикального зеркалирования», при котором паттерны воображаемого касания воспроизводились через стимуляцию коры, вернул чувствительность в запястье, которая полностью отсутствовала с момента травмы.
Кит Томас (слева), страдающий параличом, теперь может ощущать прикосновения, как продемонстрировал доктор Чад Бутон.
Ученые уверены, что неинвазивная стимуляция через кожу снижает риски для здоровья и позволит в будущем адаптировать созданную технологию для лечения пациентов, перенесших инсульт.
«Этот подход — новый способ лечения тяжелого паралича: мы не просто обходим травму, мы фактически перестраиваем нервную систему. Наша команда инженеров, нейрохирургов и клинического исследовательского персонала добилась того, чего никогда раньше не делалось», — заявил соавтор работы Чад Бутон.
Загружаем