Komputerowe oprogramowanie przywróciło czucie sparaliżowanemu mężczyźnie
28-letni Nathan Copeland w wyniku wypadku stracił czucie w ramionach i palcach. Jednak dekadę później za pomocą sterowanego umysłem sztucznego ramienia połączonego z jego mózgiem odzyskał czucie.
Nathan przeszedł operację mózgu, podczas której organ został podłączony do komputerowego oprogramowania (ang. Brain Compuetr Interface, BCI), opracowanego przez naukowców z Centrum Medycznego na Uniwersytecie w Pittsburghu.
W badaniu opublikowanym w „Science Translational Medicine” zespół ekspertów, kierowany przez dr Roberta Gaunt, adiunkta medycyny fizykalnej i rehabilitacji na Uniwersytecie w Pittsburghu, przedstawił po raz pierwszy technologię, która pozwala panu Copeland doświadczyć wrażenia dotyku za pomocą ramienia robota kontrolowanego przez mózg.
"Najistotniejsze w tym badaniu jest to, że mikrostymulacja kory sensorycznej może wywoływać naturalne odczucia zamiast mrowienia" - powiedział współautor badania Andrew B. Schwartz, doktor nauk, wybitny profesor neurobiologii, członek Instytutu Nauk o Mózgu oraz Instytutu Medycyny w Uniwersytecie w Pittsburghu.
Nie jest to pierwsze tego typu odkrycie. Cztery lata temu współautor badania Jennifer Collinger, adiunkt w Zakładzie Medycyny Fizykalnej i Rehabilitacji na Uniwersytecie w Pittsburghu, wraz z zespołem wykazała, że BCI pomogło Janie Scheuermann, która cierpiała z powodu tetraplegii (paraliżu czterokończynowego) ****spowodowanej przez chorobę zwyrodnieniową.
Wideo z Scheuermann, która karmiła sama siebie czekoladą przy użyciu ramienia robota kontrolowanego umysłem, zostało obejrzane na całym świecie. Wcześniej, Tim Hemmes, mężczyzna sparaliżowany w wypadku motocyklowym, wyciągnął rękę, by dotknąć dłoni swojej dziewczyny.
Dla dr Gaunt i reszty zespołu badawczego, był to kolejny krok w badaniach nad wykorzystaniem BCI. Podczas poszukiwań odpowiedniego kandydata do badań, opracowali i udoskonalili sposób, w jaki informacje z ramienia robota były transmitowane za pośrednictwem tablicy mikroelektrod wszczepianych do mózgu, gdzie znajdują się neurony, które kontrolują ruch ręki i dotyk.
Tablica mikroelektrod i jej system kontroli, które zostały opracowane przez Blackrock Microsystems, oraz ramię robota, które zostało zbudowane przez Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johna Hopkinsa, stanowiły wszystkie kawałki układanki.
W zimie 2004 roku pan Copeland, miał wypadek samochodowy, po którym, doznał poważnego urazu szyi i rdzenia kręgowego, który doprowadził do paraliżu od górnej części klatki piersiowej w dół, przez co stracił czucie w przedramionach i nogach. Miał wtedy 18 lat i był na pierwszym roku studiów. Próbował kontynuować naukę, jednak problemy zdrowotne sprawiły, że musiał je przerwać. Pozostawał jednak aktywny.
Zaraz po wypadku zapisał się do rejestru pacjentów chętnych do wzięcia udziału w badaniach klinicznych Uniwersytetu w Pittsburghu. Prawie dekadę później, zespół badawczy uniwersytetu zaprosił go do wzięcia udziału w badaniu eksperymentalnym.
Po zdaniu testów przesiewowych Nathan został zoperowany zeszłej wiosny. Elizabeth Tyler-Kabara, współautor badań, lekarz medycyny i adiunkt w Zakładzie Neurochirurgii Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Pittsburghu, wszczepiła cztery małe tablice mikroelektrod w mózgu Nathana. Przed przystąpieniem do zabiegu, użyto technik obrazowania do określenia dokładnych regionów mózgu pana Copelanda, które odpowiadają za czucie w każdym z palców i dłoniach.
„W tej chwili, pan Copeland może czuć nacisk i odróżniać w pewnym stopniu jego intensywność, choć nie może określić, czy dana substancja jest gorąca lub zimna” - wyjaśnia dr Tyler-Kabara.
Dr Gaunt wyjaśnił, że ich praca ma na celu wykorzystanie naturalnych, istniejących zdolności mózgu, aby dać ludziom to, co zostało utracone, ale nie zapomniane.
"Ostatecznym celem jest stworzenie systemu, który porusza i czuje tak samo jak naturalne ramię" - mówi dr Gaunt. "Przed nami dużo pracy, ale myślę, że to dobry początek."
Skorzystaj z usług medycznych bez kolejek. Umów wizytę u specjalisty z e-receptą i e-zwolnieniem lub badanie na abcZdrowie Znajdź lekarza.