Безжични технологии могат да върнат хората с гръбначни увреждания към активен живот (снимка: CC0 Public Domain)
Международен екип от учени направи важна крачка към лечението на редица наранявания на гръбначния стълб, в резултат на които пациентите губят подвижността на крайниците си. Изследователи успяха да заобиколят увредената нервна тъкан в гръбначния мозък, създавайки безжичен цифров мост между главния мозък и гръбначния мозък под увредената зона.
Проектът е ръководен от учени на Федералното политехническо училище в Лозана (EPFL). Оказана е помощ на 38-годишен мъж, получил травма на шийния прешлен преди 10 години вследствие на падане от велосипед, разказва Sciencealert. Преди това той е участвал в програма за подпомагане на рехабилитацията на хора с гръбначни травми.
По-специално, при пациента е приложена процедура за епидурална стимулация на гръбначния мозък, при която в гръбначния стълб се монтира имплант с електроди и се поставя стимулатор под кожата. Такава платформа, въз основа на показанията на сензорите за движение в стимулатора, създава импулси в отговорните области на гръбначния мозък и принуждава мускулите на крайниците да вършат работа, а човекът да се движи макар и много ограничено.
Тъй като пациентът все още е имал електроди в гръбначния стълб (на гръбначния мозък), учените решават да подадат към тях контролен сигнал от главния мозък. За целта създават цифров безжичен мост, тъй като нервната тъкан между гръбначния мозък и главния мозък е била разкъсана в резултат на травма. За разчитане на сигналите от мозъка, в черепа на пациента са имплантирани сензори с техните масиви от електроди. Блокът за управление на електродите получава външно индуктивно безжично захранване на честота 13,56 MHz, а отчетената мозъчна активност се предава от друга антена – дециметрова, на честота 405 MHz.
Данните са получени и декодирани от приемно устройство (лаптоп), което пациентът носи в раница на гърба си. Първо, алгоритъмът е обучен да разпознава мозъчната активност в отговор на команди за извършване на определени движения на краката, а след това е обучен да синхронизира желанията на пациента да движи крайниците си със сигнали, предавани към гръбначния мозък и по-нататък към целевите мускули на краката.
В резултат на обучението дигиталният интерфейс помага на пациента да направи това, което е станало недостъпно за него след нараняването – да ходи по неравен терен и да поддържа равновесие с патерици. Платформата работи добре и у дома, а не само под наблюдението на лекари. Освен това, част от невронните пътища в мозъка се възстановят и пациентът може да извършва редица действия дори без изкуствена стимулация.
Някой ден подобни технологии ще могат да върнат хората с гръбначни увреждания към активен живот. Ако системата работи при един пациент, може да се приложи и при други, отбелязват изследователите в статията си в сп. Nature.