Ян Беркхарт, 23-летний парализованный паралич из Дублина, штат Огайо, стал первым пациентом, который использовал Neurobridge, электронный нейронный обходной анастомоз для травм спинного мозга, который напрямую соединяет мозг с мышцами, позволяя произвольно и функционально контролировать парализованную конечность. Беркхарт — первый из пяти потенциальных участников клинического исследования.«Это очень похоже на обход сердца, но вместо обхода крови мы фактически обходим электрические сигналы», — сказал Чад Бутон, руководитель исследований в Battelle. «Мы берем эти сигналы из мозга, обходим травму и на самом деле идем прямо к мышцам».
Технология Neurobridge сочетает в себе алгоритмы, которые изучают и декодируют активность мозга пользователя, и рукав для стимуляции мышц высокой четкости, который транслирует нервные импульсы от мозга и передает новые сигналы парализованной конечности. В этом случае сигналы мозга Иэна проходят мимо его поврежденного спинного мозга и перемещают его руку, отсюда и название Neurobridge.
Беркхарт, который четыре года назад был парализован во время дайвинга, рассматривал возможность участвовать в шестимесячном клиническом испытании, одобренном FDA в Медицинском центре Векснера штата Огайо, как шанс помочь другим людям с травмами спинного мозга.«Изначально меня это заинтересовало, потому что я люблю науку, и это довольно интересно», — сказал Буркхарт. «Я понял:« Знаешь что? Так оно и есть. Тебе придется извлечь из этого максимум пользы ». Вы можете сидеть и жаловаться на это, но это вам совсем не поможет.
Так что с таким же успехом вы можете усердно работать, делать все, что в ваших силах, и продолжать жить дальше ».Эта технология разрабатывалась долгое время.
Работая в течение почти десяти лет над проектом, финансируемым из внутренних источников, по разработке алгоритмов, программного обеспечения и стимулятора, ученые Battelle впервые зарегистрировали нейронные импульсы от электродной решетки, имплантированной в мозг парализованного человека. Они использовали эти данные, чтобы проиллюстрировать влияние устройства на пациента и подтвердить концепцию.Два года назад Бутон и его команда начали сотрудничать с исследователями нейробиологии штата Огайо и клиницистами доктором Али Резаи и доктором Джерри Мизив, чтобы спланировать клинические испытания и подтвердить возможность использования технологии нейробриджа у пациентов.Во время трехчасовой операции 22 апреля Резай имплантировал чип размером меньше горошины в моторную кору головного мозга Беркхарта.
Крошечный чип интерпретирует сигналы мозга и отправляет их в компьютер, который перекодирует и отправляет их в муфту для стимуляции электродов высокой четкости, которая стимулирует соответствующие мышцы для выполнения желаемых движений. В течение десятой доли секунды мысли Буркхарта претворяются в жизнь.«Операция потребовала точной имплантации микрочипа датчика в область мозга Яна, которая контролирует его движения руки и кисти», — сказал Резай.Он сказал, что однажды эта технология может помочь пациентам с различными травмами головного и спинного мозга, такими как инсульты и черепно-мозговые травмы.
Battelle также разработал неинвазивную технологию нейростимуляции в виде переносного рукава, который позволяет точно активировать небольшие мышечные сегменты в руке, чтобы обеспечить движение отдельных пальцев, а также программное обеспечение, которое формирует «виртуальный спинной мозг» для координации динамические движения кисти и запястья.Команды штата Огайо и Battelle работали вместе, чтобы определить правильную последовательность электродов для стимуляции, позволяющую Беркхарту функционально двигать пальцами и рукой.
Например, Беркхарт использует различные мозговые сигналы и мышцы, чтобы вращать рукой, сжимать кулак или сжимать пальцы вместе, чтобы схватить объект, сказал Мизив. В рамках исследования Беркхарт в течение нескольких месяцев работал с гильзой для электрода, чтобы стимулировать предплечье, чтобы восстановить атрофированные мышцы, чтобы они стали более отзывчивыми на электрическую стимуляцию.«Я занимаюсь реабилитацией много лет, и это огромный шаг вперед в том, что мы можем предложить этим людям», — сказал Мизив, председатель Департамента физической медицины и реабилитации штата Огайо. «Сейчас мы исследуем человеко-машинные интерфейсы и взаимодействия, и то, как этот тип технологий может помочь».
Буркхарт надеется на свое будущее.«Для меня определенно здорово быть таким же молодым, как я, когда я получил травму, потому что достижения в науке и технологиях быстро растут, и они будут только расти».Видео: http://www.youtube.com/watch?v=fEbioFpdK5E