Разработан мозговой имплант, позволяющий полностью парализованным людям общаться с внешним миром

Боковой амиотрофический склероз (БАС), тяжелое заболевание, приводящее к полной потере контроля над своим телом, мышцами и в итоге к полному параличу человека.

Ученые Медицинского центра Университета в Утрехте (Нидерланды) разработали устройство, способное считывать сигналы мозга парализованного человека и преобразовывать их в слова и предложения.

Для этого используется камера, которая следит за взглядом человека и выбирает буквы на экране. Таким способом пациент может отвечать на простые вопросы, требующие ответа «да» или «нет». Исследование опубликовано в Nature Сommunications (https://www.nature.com/articles/s41467-022-28859-8)

Исследования, проводимые ранее, использовали любые возможности движения – руки, пальца, глаз, чтобы реализовать коммуникацию человека с внешним миром.

Но впервые была достигнута коммуникация с человеком абсолютно утратившим контроль над мышечной активностью, то есть полностью парализованным.

Участник нового исследования, 36-летний мужчина с БАС, начал работать с исследовательской группой в Тюбингенском университете в 2018 году, когда он еще мог двигать глазами. Он сказал команде, что ему нужен инвазивный имплантат, чтобы попытаться поддерживать связь со своей семьей, в том числе с маленьким сыном. Его жена и сестра дали письменное согласие на операцию.

Исследователи вставили две квадратные электродные решетки шириной 3,2 миллиметра в часть мозга, отвечающую за движение. Когда они попросили мужчину попытаться пошевелить руками, ногами, головой и глазами, были получены нейронные сигналы. Но эти нейронные сигналы не были достаточно последовательными, чтобы идентифицировать четкие ответы «да» или «нет» на поставленные вопросы.

Потребовалось более 3-х месяцев чтобы настроить аппарат на движение наиболее чувствительных нейронов мозга и зафиксировать это движение. С помощью нейробиоуправления это движение было переведено в тон, который мог повышаться или понижаться.
Удерживая высокий или низкий тон, человек мог затем указать «да» и «нет» на группы букв, а затем на отдельные буквы. Примерно через 3 недели работы с системой он выдал понятное предложение: просьбу к опекунам изменить его положение. В следующем году он составил десятки предложений со скоростью примерно один символ в минуту: «Суп-гуляш и суп из сладкого горошка»; «Я хотел бы послушать альбом Tool громко»; «Я люблю своего классного сына».

Исследователи продолжают работать с этим участником исследования, но его способности к общению снижаются. В настоящее время он в основном отвечает на вопросы «да» или «нет». Учёные считают, что, возможно, виновата рубцовая ткань вокруг имплантата, которая задерживает нервные сигналы. Когнитивные факторы также могут играть роль: мозг участника может терять способность управлять устройством после многих лет неспособности влиять на окружающую среду. Но исследовательская группа взяла на себя обязательство поддерживать устройство до тех пор, пока человек продолжает его использовать.
Ученые ищут финансирование для продолжения исследования и установки импланта новым пациентам. Также исследование породило много вопросов, связанных с этическими и моральными вопросами поддержки и взаимодействия тяжелобольных людей.