Парализованная женщина научилась управлять искусственной рукой силой мысли

52-летняя пациентка по имени Джейн из-за болезни спинного мозга более 10 лет назад утратила способность двигаться. Нарушения в ее нервной системе вызвали такие же последствия, которые возникают при переломе шейных позвонков.

Однако во время тренингов в Университете Питсбурга доктора смогли обучить ее самостоятельно управлять рукой-протезом. Врачи использовали специальную компьютерную программу, фиксирующую влияние нервных импульсов на управление конечностями.

Система помогла сделать робота-манипулятора пригодным для использования. Вместо того, чтобы думать о том, как двинуть рукой, пациентка могла сосредоточиться на конкретной цели – к примеру, «взять мяч».

Исследованием так называемых интерфейсов механического мозга занимается несколько групп ученых по всему миру. Специальные программы предназначены для контроля над различными приборами, в том числе роботизированными протезами. Однако до сих пор никому не удавалось достичь таких высоких результатов в их применении, как пациентке из Питсбурга.

В статье в журнале The Lancet говорится, что Джейн уже за два дня научилась передвигать искусственной рукой во всех направлениях. Неделю спустя она была в состоянии брать со стола предметы различной формы, в том числе конусы, кубики, небольшие шарики и перемещать их.

«Мы были поражены тем, насколько быстро она освоилась с этими функциями», - признается Эндрю Шварц, профессор нейробиологии Университета Питсбурга. Врачи провели специальную операцию, чтобы вживить женщине в мозг две небольшие сети электродов с каждой стороны. Каждая сеть располагалась по соседству с нейронами, ответственными за управление конечностями. Далее при помощи проводов электроды соединили с компьютерной программой и роботом-манипулятором.

Медики фиксировали импульсы, исходящие от мозга пациентки, и их влияние на движение робота-протеза. Компьютер фиксировал электрическую активность, исходящую от нейронов.

Вначале манипулятор был запрограммирован так, чтобы помочь движениям женщины, игнорируя небольшие ошибки. Однако вскоре ей удалось контролировать протез без искусственной помощи.

Через три месяца занятий она научилась выполнять при помощи искусственной руки 91% заданий, причем стала это делать на 30 секунд быстрее. По мнению Грегуара Куртине из Федерального института технологий в Лозанне, подобный опыт является уникальным прорывом в биомедицине.

В будущем исследователи надеются сделать роботизированный протез более чувствительным, чтобы он мог реагировать на тепло и холод, а также чувствовать текстуру предметов, к которым женщина прикасается. Для этого с корой головного мозга будут сообщаться специальные сенсоры, вмонтированные в пальцы. Еще одно важное направление работы – создание беспроводной системы, при которой пациентка могла бы действовать рукой, не будучи физически присоединенной к компьютеру.