- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Мозговой имплантат позволил снова ходить парализованным обезьянам

Мозговой имплантат позволил снова ходить парализованным обезьянам - 1

В течение десяти лет нейробиолог Грегор Куртин (Grégoire Courtine) изучает возможность восстановления двигательной активности парализованных приматов с повреждениями спинного мозга [1]. Для проведения исследований ученому приходится регулярно летать из Швейцарии в Китай, где он ставит опыты на приматах. Проблема в том, что ни в США, ни в Европе такие исследования проводить нельзя — они запрещены.

На этой неделе специалист со своей командой опубликовали результаты практических экспериментов, которые они все это время ставили в лаборатории в Пекине. Ученые разработали беспроводный имплантат для мозга [1], который передает сигналы в электроды, имплантированные в мышцы ног животных. В итоге приматы со значительным повреждением спинного мозга [1] снова получили возможность ходить.

«Эта команда ученых показала, что животные снова получают возможность передвигаться с нормальной координацией движений. Это отличная работа», — заявил [2] Гаурав Шарма, нейробиолог, который работает с парализованными пациентами, восстанавливая двигательную функцию рук.

После доработки технология, разработанная швейцарским ученым, возможно, сможет помочь людям с повреждённым спинным мозгом [1] снова ходить или хотя бы совершать некоторые движения ногами. Грегор Куртин получил согласие двух добровольцев на установку такой системы в их организме.

«Исследование помогает открывать новые пути проведения клинических исследований и биоэлектронных методов лечения пациента, которые парализованы», — говорит биоинженер Чад Боутон (Chad Bouton) из Института Фейнштейна, Нью-Йорк. Кстати, в апреле этого года ученые из упомянутого института установили имплантат пациенту со сломанным позвоночником. Он получил возможность двигать рукой, брать ею предметы и играть в Guitar Hero. Вместе с имплантом пациент получил рукав с электродами. Эти электроды посылают электрические импульсы в руку пациента. Импульсы отсылаются [3] именно в те мышцы, которые отвечают за хватательные движения пальцев и руки.

Швейцарские ученые долгое время проводили эксперименты с лабораторными крысами, перейдя потом к приматам. По словам Куртина, обезьяны показывают примерно ту же реакцию на работу разработанной учеными системы, что и крысы. Сначала команда провела изучение движения электрических сигналов от мозга [1] к ногам обезьян, проведя «картирование» электросигналов и мышц. Также они тщательно изучили спинной мозг [4] в нижней части позвоночника, куда поступают практически все электрические сигналы мозга [1] прежде, чем они передаются в мышцы. И уже после всего этого процесса ученые воспроизвели передачу электрических сигналов у приматов с поврежденным спинным мозгом [1].

Обезьянам вживили в мозг [1] микроэлектроды, способные передавать электрические сигналы головного мозга [1] в специальную систему, которая расшифровывает данные и передает дальше. По беспроводной связи эти сигналы передаются в устройство, генерирующее специфические электрические сигналы, которые передаются в нижние конечности животных. В итоге животные снова учились ходить и вполне неплохо передвигались.

«Вся команда кричала от радости, когда видела все это», — сказал ученый, видевший множество случаев неудачного восстановления двигательных функций у приматов и человека. Пока что координацию нижних конечностей нельзя назвать идеальной, но усилие, прикладываемое животным к ногам, соответствует их весу. Другими словами, животное, стоя на лапах, не падает, конечности не подгибаются.

Мозговой имплантат позволил снова ходить парализованным обезьянам - 2

Нейробиологи сейчас достигли значительных успехов и в создании бионических протезов. Все это стало возможным благодаря развитию современных технологий. Например, в этом году Джоди О'Коннелл-Понкос (Jodie O’Connell-Ponkos), потерявшая руку почти 30 лет назад, получила протез [5] нового типа, который может определять даже самый слабый сигнал нервных окончаний. Протез может выполнять почти все движения, о которых подумал владелец.

Протез руки нового типа «понимает», что вот этот электрический сигнал должен задействовать пальцы, а этот — запястье. В результате протез руки работает в соответствии с мыслями пользователя. Если тот решил взять в руку что-то, протез автоматически откликается на сигнал. Если же владелец протеза захотел поправить прическу, система выполняет намерение владельца. Бионический протез от Coapt действует синхронно с другой конечностью, так что и родной и искусственной рукой можно выполнять согласованные действия.

Повреждения спинного мозга [1] — еще более сложная проблема, которую ученые с переменным успехом пытаются решить уже много лет. Что касается Куртина и его двух добровольцев, то пока что им не вживляли в мозг [1] электроды, а лишь установили систему, которая посылает сигналы в мышцы ног. Таким образом, пациенты не могут контролировать свои ноги, сигналы передаются учеными «по воздуху». Специалисты сейчас отрабатывают корректность работы устройства, и позже планируют использовать мозговые имплантаты для человека.

Как уже говорилось выше, проведение экспериментов для швейцарских ученых усложнено законодательными нормами Европы. Так что Куртину с командой по-прежнему приходится регулярно летать в Китай, для продолжения экспериментальной серии с приматами.

DOI:10.1038/nature.2016.20967

Автор: marks

Источник [6]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/budushhee-zdes/208774

Ссылки в тексте:

[1] мозга: http://www.braintools.ru

[2] заявил: http://actu.epfl.ch/news/primates-regain-control-of-paralyzed-limb/

[3] отсылаются: http://www.popmech.ru/go.php?url=https%3A%2F%2Fwww.newscientist.com%2Farticle%2F2084244-brain-implant-lets-paralysed-man-move-his-hand-with-his-thoughts%2F

[4] изучили спинной мозг: https://www.newscientist.com/article/mg23230994-400-implants-hack-reflexes-to-let-paralysed-monkeys-move-their-legs/

[5] получила протез: https://geektimes.ru/post/280784/

[6] Источник: https://geektimes.ru/post/282508/