Švajčiarski neurológovia vytvorili zariadenie na princípe umelej inteligencie, ktoré dokáže previesť myšlienky na pohyb.
Nový vedecký článok uverejnený v prestížnom časopise Nature opisuje prípad ochrnutého muža, ktorý sa vďaka novému vedeckému vynálezu opäť postavil na nohy. Kým vďaka predchádzajúcej liečbe dokázal robiť malé kroky, dnes zvládne aj chôdzu po schodoch.
Štyridsiatnik Gert-Jan Oskam mal pred 12 rokmi nehodu, po ktorej úplne ochrnul a skončil na vozíku. Muž utrpel čiastočné poranenie miechy, čím sa prerušila komunikácia medzi mozgom a chrbticou. O šesť rokov neskôr sa prihlásil ako účastník klinickej štúdie s miechovým implantátom, ktorý stimuluje nervy ovládajúce pohyby nôh.
Gert-Jan dokázal vďaka tomu prejsť pomocou chodúľky niekoľko krokov, ale nevýhodou bolo, že jeho päty vykonávali neprirodzený pohyb, mal problémy so začatím chôdze a zastavovaním a kráčať dokázal len po rovnom povrchu. Vedci sa preto rozhodli pre nový cieľ – dosiahnuť, aby bol muž schopný ovládať nohy svojím vlastným mozgom, píše portál Science News.
Pohyb dnes riadi myšlienkami
Po troch rokoch používania miechového implantátu sa už pacientov stav výrazne nezlepšoval. Gert-Jan sa preto začal zaujímať o novú stimuláciu riadenú mozgom. Stal sa tak prvým „skúšobným pilotom“ prelomového výskumu na Federálnom technologickom inštitúte vo švajčiarskom Lausanne.
Neurológovia vytvorili mozgový implantát, ktorý prevádza myšlienky na pohyb. Funguje pomocou dvoch elektródových sústav na povrchu mozgu, ktoré zaznamenávajú aktivitu zo senzomotorickej kôry – oblasti mozgu, ktorá riadi svalové pohyby. Tieto signály sa bezdrôtovo prenášajú do procesora, ktorý ich pomáha preniesť do miechového implantátu.
Gert-Jan Oskam, a 40-year-old from the Netherlands, was told he'd never walk again after a severe neck injury from a cycling accident in 2011.
— Dr. Ayesha Khanna (@ayeshakhanna1) June 1, 2023
Now the emerging field of #neurotechnology has helped him walk again & could eventually help millions suffering from #disabilities. pic.twitter.com/C9Movhyx05
Po implantácii vedci požiadali muža, aby sa pokúšal hýbať kĺbmi nôh, a pritom analyzovali jeho mozgovú aktivitu. Ukázalo sa, že rôzne vzorce mozgovej aktivity riadili rôzne kĺby nôh (bedrové, kolenné a členkové). Na základe toho vytvorili tzv. stimulačné vzorce zamerané na svaly, ktoré sú nevyhnutné na chôdzu. Slúži na to umelá inteligencia, ktorá prekladá mozgové signály na povely riadiace miechový implantát.
Ľuďom sa konečne pozerá do očí
Gert-Jan môže vďaka tomuto prelomovému vynálezu lepšie kontrolovať pohyb a dokonca kráčať po schodoch. „Predtým táto stimulácia ovládala mňa a teraz ovládam ja ju,“ povedal „zázračný pacient“ na tlačovej konferencii s tým, že počas chôdze sa cíti prirodzene. Stále potrebuje barly, ale v porovnaní s predchádzajúcou liečbou toho teraz dokáže oveľa viac.
#
— virensingh k (@virensinghk) May 26, 2023
Meet 40-year old, Gert-Jan Oskam.
He's the 1st person with a severe spinal injury, to test an AI system, that reads his thoughts - and beams wireless messages to his legs, impelling them to move according to his wishes!! (Times, UK) pic.twitter.com/OixHMelxz4
Pacient sa v súčasnosti teší, že sa dokáže sám pohybovať po dome alebo len tak stáť pri bare na pive s priateľmi. „To je cieľom mnohých ľudí, ktorí sú úplne ochrnutí. Stáť pri bare a pozerať sa ľuďom do očí,“ povedal jeden z vedcov.
Vedci stále nevedia, kde v mozgu sa vytvára spojenie s miechou a ako konkrétne tieto dve časti nervového systému pracujú. Tím najbližšie plánuje aplikovať tento prístup aj na horné končatiny.
