Ponad dziesięć lat temu Gert-Jan Oskam został sparaliżowany w wyniku wypadku rowerowego po uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Teraz może znów stać i chodzić dzięki innowacyjnemu interfejsowi mózg-kręgosłup (BSI) opracowanemu przez zespół szwajcarskich neuronaukowców.
Aby chodzić, mózg musi wysłać polecenie do obszaru rdzenia kręgowego odpowiedzialnego za kontrolę ruchu. Ale uraz rdzenia kręgowego przerywa tę komunikację.
„Naszym pomysłem było przywrócenie tej komunikacji za pomocą „mostu cyfrowego”, czyli komunikacji elektrycznej między mózgiem a obszarem rdzenia kręgowego, który wciąż pozostaje nienaruszony” — powiedział profesor Grégoire Courtine, jeden z głównych neurobiologów uczestniczących w projekcie.
W tym celu zespół stworzył bezprzewodowy interfejs między mózgiem a kręgosłupem za pomocą technologii interfejsu mózg-komputer (BCI), która przekształca myśl w działanie. W rezultacie Oksam może teraz w naturalny sposób stać, chodzić i wchodzić po schodach, po prostu myśląc o tym.
Oskam spacerujący z cyfrowym mostem w Szpitalu Uniwersyteckim w Lozannie. Źródło: EPFL/ Jimmy Ravier
Aby ustanowić ten cyfrowy most, dwa elektroniczne implanty w mózgu wykrywają aktywność neuronów, gdy Oskam chce poruszyć nogami. Sygnały te są następnie przesyłane do jednostki przetwarzającej, którą nosi jak plecak. Specjalnie opracowany algorytm dekoduje je i wysyła jako instrukcje do innego implantu elektronicznego, umieszczanego w obszarach rdzenia kręgowego, który kontroluje ruch nóg. Ten implant działa jak neurostymulator, który z kolei pobudza mięśnie do ruchu.
Oskam musiał przejść dwie operacje i około 40 sesji rehabilitacyjnych, aby odzyskać dobrowolną zdolność poruszania nogami. „Myślę, że najbardziej zaskakująca rzecz wydarzyła się po dwóch dniach” — powiedział podczas wywiadu. „W ciągu pięciu do dziesięciu minut mogłem kontrolować biodra”.
Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że Oskam może również chodzić na krótkich dystansach bez urządzenia, jeśli porusza się o kulach. Naukowcy uważają, że urządzenie nie tylko poprawiło jego percepcję sensoryczną i motoryczną, ale także pomogło rozwinąć nowe połączenia nerwowe.
Oksam jest jedyną osobą, która przetestowała tę technologię, ale zespół badawczy rekrutuje obecnie trzy osoby do zbadania, czy podobne urządzenie może przywrócić ruch ręki. Neuronaukowcy uważają, że BSI może również przynieść obiecujące wyniki w przypadku paraliżu spowodowanego udarem.
Szwajcarski Federalny Instytut Technologii w Lozannie (EPFL) wraz z firmami stowarzyszonymi w projekcie ONWARD Medical i CEA otrzymał dofinansowanie od Europejskiej Rady ds. Innowacji (EIC) na opracowanie komercyjnej wersji cyfrowego mostu i udostępnienie technologii na całym świecie.
Badanie BSI można znaleźć tutaj.
