Представете си да попаднете в инцидент, който ще направи ръцете и пръстите ви напълно безчувствени. Сега си представете да възвърнете усещанията си десетилетие по-късно, чрез роботизирана ръка контролирана от ума, свързана директно с мозъка ви.
Точно това се случило на 28-годишния Натан Копеланд. След излиането си от мозъчна операция той бил свързан с мозъчно- компютърен интерфейс, разработен от Университета в Питсбърг. Екип учени, оглавяван от Робърт Гаунт, професор по физикална медицина и рехабилитация, демонстрира за пръв път при хора, технологията, която позволила на Копеланд да възвърне усещанията си чрез роботизирана ръка, контролирана от мозъка му.
“Най-важният резултат от изследването е, че микростимулацията на сензорния кортекс предизвиква естествени усещания, а не мравучкане”, казва Андрю Шварц, съавтор на изследването и професор по неврология. “Стимулацията е безопасна и предизвиква усещания, които се задържат в продължение на месеци”, казва той. Според него са нужни още множество изследвания, за да бъдат разбрани по-добре моделите на стимулация, които биха подобрили максимално движенията на пациентите.
Това не е първият опит на университетския екип от Питсбърг в областта на мозъчно-компютърния интерфейс. Преди 4 години един от съавторите на новото изследване Дженифър Колингър и други нейни колеги демонстрираха как работи мозъчно-компюторния интерфейс при Джан Шеуерман, диагностицирана с квадриплегия, причинена от дегенеративно заболяване. Видеото как жената сама се храни с шоколад обиколи света. Преди това парализираният, вследствие на инцидент с мотор Тим Хемес, успя да докосне ръцете на приятелката си.
Но начинът, по който се движат ръцете ни и си взаимодействат с околната среда не опира само до мисленето и активирането на определени мускули. Ние различаваме физическите характеристики на предметите, които докосваме. Тази обратна връзка, която получаваме от допира е от първостепенно значение, защото тя подсказва на мозъка накъде да насочи движението и на какво разстояние.
За Гаунт и другите от изследователския екип това била следващата крачка в областта на мозъчно-компютърния интерфейс. Докато търсели подходящ кандидат, те усъвършенствали системата си така, че чрез серия микроелектроди усещането в роботизирана ръка да достигне до онази област от мозъка, в която се намират невроните контролиращи движенията на ръката и усета. Микроелектродите и роботизираната ръка се оказали ключовите парченца от пъзела.
През зимата на 2004, в една дъждовна нощ,Копеланд - жител на Пенсилвания, шофирал, когато внезапно катастрофирал и се оказал с увреден гръбначен мозък и квадриплегия от гърдите надолу. Мъжът нямал никакви усещания в долната част на ръцете и кракат си и бил неспособен да изпълнява ежедневните си задължения. По онова време той бил само на 18 – студент първа година.
Опитал се да продължи образованието си, но здравословните му проблеми го накарали временно да се откаже.
Малко след инцидента, Копеланд бил вписан в регистъра на пациенти, съгласни да участват в клинични изпитвания. Близо десетилетие по-късно, изследователския екип от Питсбърг го попитал дали би се включил в експеримента им.
След като преминал нужните изследвания, Копеланд бил въведен в операционната, където в мозъка му били имплантирани 4 микроелектрода с размер по-малък от копче за риза. С помощта на ядрено магнитен резонанс били определени точните области от мозъка, отговорни за усещанията във всеки един от пръстите и дланта му.
“Чувствам всичките си пръсти – усещането е странно. Понякога усещането е като от електричество, понякога като натиск, но през повечето време успявам ясно да разгранича усещането в отделните пръсти. Като че ли някой ги докосва или натиска. ”, казва Копеланд.
Към момента, повече от година след инцидента, мъжът усеща натиск и до известна степен успява да определи силата му, но не може да каже дали предметът е топъл или студен.
“Изследването ни напредва бавно но сигурно”, казва Гаунт. “Преди 4 години демонстрирахме контрол на движанията. А по-късно Джан и Тим, на които дължим огромна благодарност ни демонстрираха как роботизираната ръка помага на пациентите да усещат чрез нея”, добавя той.
Целта на проучването е да се възползва от естествените способности на мозъка и да върне на хората, това, което е било изгубено, но не и забравено.
