Система «двойного нейронного обхода» объединила мозговой интерфейс, искусственный интеллект и стимуляцию нервной системы, а восстановленные функции сохранялись более 2 лет
Учёные восстановили движение рук и чувство прикосновения у человека с тетраплегией (параличом всех 4 конечностей) после травмы спинного мозга с помощью системы «двойного нейронного обхода» (double neural bypass). Результаты трёхлетнего испытания опубликованы в журнале Nature Medicine.
Участником исследования стал Кит Томас, который получил травму шеи в результате несчастного случая во время прыжка в воду в 2020 году. После повреждения он потерял возможность самостоятельно двигать руками и не мог поднять их. Через 13 месяцев после травмы он стал участником клинического испытания новой системы.
Разработка Института медицинских исследований Файнштейна (Feinstein Institutes for Medical Research) — исследовательского подразделения Нью-йоркской медицинской сети Northwell Health — сочетает интерфейс «мозг — компьютер», алгоритмы искусственного интеллекта и электрическую стимуляцию спинного мозга и головного мозга.
Во время 15-часовой операции хирурги установили в мозг Томаса 5 микроэлектродных массивов. ИИ анализирует сигналы мозга, связанные с намерением совершить движение, и передаёт команды системе стимуляции мышц предплечья, позволяя человеку двигать собственной рукой.
После обучения Томас смог самостоятельно двигать руками: есть, пить из чашки, почесать нос, и так далее. За 35 недель сила хвата его правой руки увеличилась на 86%, а левой — на 62%. В одном из тестов он смог поднимать пустую яичную скорлупу, не повреждая её, в 87% случаев даже во время беседы.
Для восстановления тактильных ощущений команда использовала технологию кортикального зеркалирования (cortical mirroring). Датчики в напечатанном на 3D-принтере браслете стимулировали сенсорную область мозга, создавая ощущение прикосновения. Примерно через 25 недель после начала испытаний Томас вновь почувствовал область запястья, которая оставалась нечувствительной после травмы.
Часть результатов сохранилась даже после прекращения стимуляции: более чем через 2 года восстановленные функции всё ещё наблюдались во время последующего обследования. Авторы работы связывают это с нейропластичностью — способностью нервной системы формировать новые связи.
Команда планирует расширить программу и проверить систему при других состояниях, включая последствия инсульта.
