Почти шесть лет назад 19-летний первокурсник колледжа Иан Беркхарт (Ian Burkhart) неудачно нырнул в море и по несчастному стечению обстоятельств сломал шею о песчаное дно. Он оказался полностью парализован, потерял способность управлять руками и ногами. Такие травмы всегда считались неизлечимыми. До вчерашнего дня.
13 апреля 2016 года специалисты из университета штата Огайо объявили, что им удалось восстановить частичный контроль над кистью правой руки и пальцами Беркхарта. Для лечения применили экспериментальную кибернетическую технологию: имплантированный в мозг чип напрямую по проводам посылает сигналы мускулам, в обход спинного мозга. Это первый в истории медицины случай восстановления контроля над кистью у пациента с квадриплегией.
Имплантат через компьютерный интерфейс подключается к рукаву со 130 электродами на руке. В течение двух лет после внедрения микросхемы Иан тренировался фокусировать свои мысли, наблюдая результаты на экране компьютера в лаборатории. В итоге, тренировка принесла успех.
Конечно, управление кистью и пальцами сильно ограничивает арсенал движений. Иан парализован ниже груди, сохранил частичное управление только плечами и бицепсами. Теперь же он получил возможность нажимать на кнопки, играть в компьютерные игры, совершать многие другие действия.
Парализованный человек играет в Guitar Hero
Операцию на мозге осуществили в 2014 году. Предварительно была проведена томография, чтобы определить конкретный участок, который отвечает за движения конечностей в моторной коре в области передней центральной извилины левого полушария (чуть выше уха). Во время операции эта зону тщательно тестировали, чтобы уточнить место для имплантата.
«Мы потратили полтора часа, определяя точное место», — сказал Али Резаи (Ali Rezai), хирург и директор центра нейромодуляции при университете штата Огайо.
В это место поместили чип с 96 контактами (микроэлектродами), которые регистрируют активность нейронов.
После операции и восстановления начались многочисленные тренировки. Программное обеспечение для об��аботки сигнала мозга создали учёные из некоммерческого института Battelle Memorial Institute. После каждой сессии обучения программу откалибровывали, потому что сигнал значительно изменялся от тренировки к тренировке.
Иан Беркхарт говорит, что тренировки были изматывающими. «Аватар» на компьютерном экране (3D-модель руки) заставлял его пробовать различные типы движений.
Сигнал передавался на рукав со 130 электродами. «Приходилось очень-очень сильно концентрироваться просто чтобы сделать вещи, которые раньше делал вообще не задумываясь, — говорит Иан. — Но это как спорт, ты пробуешь ещё и ещё, и постепенно становится легче». Первые результаты появились через несколько месяцев, тогда он впервые смог двигать кистью сам, без помощи аватара.
После года тренировки он уже мог взять бутылку, налить содержимое в кружку, взять пальцами трубочку и пить.
В конце концов, по американской медицинской классификации, его инвалидность могли бы переквалифицировать со степени С5 до менее тяжёлой С7.
К сожалению, финансирование научного проекта заканчивается в этом году, скоро Беркхард вернётся домой, где вернётся к прежней жизни практически полностью парализованного инвалида.
Результаты научной работы опубликованы в журнале Nature (doi:10.1038/nature.2016.19749).
