Паралич движению не помеха | |
Заставить пациента двигать собственной парализованной рукой ученые смогли с помощью вживленного в мозг чипа. Это еще один шаг, улучшающий жизнь парализованных пациентов. Парализованному человеку вернули возможность движения. В последние годы мы все чаще слышим об этом — скоро и удивляться перестанем. Ученые всего мира работают над тем, чтобы улучшить качество жизни людей, потерявших руку или ногу или потерявших способность двигаться. Но такого еще не было: нейрофизиологам впервые удалось с помощью сигналов от мозга заставить двигаться не протез, а собственную руку пациента. 23-летний Ян Баркхарт попал в автомобильную аварию четыре года назад и с того времени страдал квадриплегией – параличом обеих рук и ног. Обрести движение хотя бы в одной руке ему помогла разработанная учеными Университета штата Огайо система Neurobridge (нейромост). Они на самом деле выстроили «мост» между мозгом и мышцами руки, поскольку естественный мост — спиной мозг — оказался поврежденным. Нейрохирурги провели Яну операцию, в ходе которой в кору его мозга — в моторный отдел, который ведает движениями, — вживили тончайшие микроэлектроды. Электроды подходили к тем нейронам, которые обеспечивают движения руки. Чтобы точно определить местоположение электродов, мозг пациента исследовали при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Она указала, какие области моторной коры активизируются в то время, как пациенту демонстрировали определенное движение руки и он мысленно пытался повторить это движение. Внешние концы электродов размещались на чипе, который закрепили на черепе. Хотя плашка на черепе с торчащим из нее проводом, конечно, не украшает мужчину, ради возможности двигать рукой можно и потерпеть. Затем ученым нужно было создать мозг-компьютерный интерфейс, который бы мог преобразовывать электрические импульсы от нейронов мозга в сокращения мышц. Они разработали алгоритм для превращения нейронной активности при представлении того или иного движения в само это движение.
На мышцы руки электрические сигналы передавались при помощи специальной муфты, надетой на предплечье. В ней располагались 200 электродов, контактировавших с мышцами. Электроды стимулировали определенные мышцы, получая команды из мозга. Мышцы сокращались, и рука двигалась. Но перед тем, как научиться двигать рукой, пациенту потребовалась подготовка, так как за четыре года неупотребления его мышцы атрофировались. Поэтому сначала в течение нескольких месяцев мышцам путем электрической стимуляции возвращали работоспособность. Само обучение требовало от пациента немалой концентрации, так как нужно было полностью сосредоточиться на определенном движении и мысленно совершить его, чтобы нейроны послали на интерфейс «мозг--компьютер» правильные сигналы.
Ян Баркхарт говорит, что очень доволен результатом: теперь он может самостоятельно есть, чистить зубы и т.д. Правда, он не может осязать предметы: обратной связи устройство не имеет. Сегодня отрасль бионических протезов развивается очень бурно, причем в разных направлениях. Созданы совершенные протезы рук и ног, которые получают команды от мышц сохранившейся части конечности и преобразуют их в движения протеза. Бионические искусственные ноги могут . Искусственные руки способны , . Более того, ученым удалось даже создать обратную связь, которая . Другое направление — создание конечностей, управляемых от мозга при помощи мозг-компьютерных интерфейсов. Для того чтобы преобразовать намерение движения в голове в движение искусственной руки или ноги, можно использовать . Этот метод использовал бразильский нейрофизиолог Мигель Николелис.
Он выполнил свое обещание, и первый удар по мячу на чемпионате мира по футболу — 2014 , внешнем каркасе конечностей. Но для более точного управления конечностями приходится регистрировать не ЭЭГ с поверхности черепа (что гораздо проще), а залезать в мозг и вживлять туда электроды. Этот способ уже испытан на парализованной женщине, . Остается добавить, что все перечисленное относится к управлению искусственными конечностями. Ученым же из Университета Огайо впервые удалось добиться движения собственной руки пациента.
Читайте также:
Источник - |
Академия наук Республики Башкортостан
Государственное бюджетное научное учреждение «Академия наук Республики Башкортостан» решает задачи научного обеспечения развития Республики Башкортостан и ее многонационального народа, активно участвует в интеграции исследовательской, инновационной деятельности научных организаций, вузов и предприятий республики, укрепляет связи между наукой и образованием, развивает сотрудничество научных организаций республики с российским и мировым научными сообществами.
Сегодня Академия наук Республики Башкортостан – современное, мобильное, динамично развивающееся научное учреждение, координирующее научные исследования в Башкортостане. Вопросы интеграции фундаментальных и прикладных исследований, инновационной деятельности научных учреждений и вузов республики являются первостепенными в Академии наук Республики Башкортостан.
Пользователи могут получить оперативную и полную информацию об ГБНУ "Академии наук Республики Башкортостан" (ее структуре, учреждениях, тематике научных исследований, достижениях и открытиях, новостях и т.д.). Здесь также представлена история создания, становления и деятельности Академии наук Республики Башкортостан, информация о ее членах – известных ученых республики, страны, мира.