Opice s poranením miechy vedúcim k ochrnutiu jednej končatiny znovu získali schopnosť chodiť vďaka novému bezdrôtovému neuroimplantátu, ktorý obnovuje komunikáciu medzi mozgom a miechou, uviedli vedci v stredu 9. novembra.
Tento úspech predstavuje ďalší krok vpred v rýchlo sa rozvíjajúcej oblasti liečby poranenia miechy pomocou najnovšej technológie.
Vedci za posledných pár rokov vytvorili technológie, ktoré pomáhajú ľuďom a opiciam manipulovať s robotickým ramenom doslova myšlienkovou silou, obnovili schopnosť ochrnutého človeka používať jednu ruku prostredníctvom mikročipu implantovaného do jeho mozgu a pomocou stimulácie elektrickým nervom prinútili paralyzované potkany kráčať.
Nový systém vyniká medzi všetkými týmito pokrokmi, pretože vám umožňuje sústrediť sa na dolnú časť tela a dáva opiciam - pravdepodobne ľuďom v blízkej budúcnosti - možnosť používať bezdrôtový systém a nebyť pripútaný k počítaču. Vývojári tohto systému využili pokroky v mapovaní nervovej aktivity a v nervovej stimulácii. Na dekódovanie mozgových signálov a ich odoslanie do miechy je potrebný počítač, ale počítačová technológia umožnila vytvoriť prenosné zariadenie.
Podľa Grégoire Courtine, špecialistu na zotavenie po poranení miechy na Švajčiarskom federálnom technologickom inštitúte v Lausanne, dúfa, že systém, ktorý vyvinuli, spolu s jeho kolegami, bude možné za 10 rokov použiť na liečbu ľudí pomocou prechádzajú procesom rehabilitácie a „zlepšujú kvalitu života“.
Ako však zdôraznil, vedci si dali za úlohu vylepšiť rehabilitačný proces, a nie vymyslieť fantastický liek na paralýzu. „Ľudia nebudú môcť v blízkej budúcnosti chodiť po uliciach s rozhraním mozgu a chrbtice“, dodal.
Andrew Jackson z Newcastle University, ktorý študoval paralýzu hornej časti tela a nebol do tejto štúdie zapojený, sa domnieva, že je „ďalším kľúčovým míľnikom“pri hľadaní liečby paralýzy. Doktor Jackson napísal komentáre k tejto štúdii v časopise Nature, ktorý zverejnil výsledky experimentu Dr. Curtina, Marca Capogrossa, Tomislava Milekoviča a ďalších.
Jedným z dôvodov, prečo by sa tento systém nemal považovať za zázračný liek na ochrnutie, je to, že implantát je schopný prenášať iba tie impulzy, ktoré umožňujú natiahnutie a ohnutie končatiny v správnom čase, aby zviera mohlo kráčať po štyroch nohách, ale neumožňuje zložitejšie pohyby, ako je zmena smeru alebo vyhýbanie sa prekážkam. U ľudí je to ešte komplikovanejšie, pretože napríklad na rozdiel od štvornohých zvierat musí človek udržiavať rovnováhu aj pri chôdzi.
Propagačné video:
Podľa doktora Curtina výskum robili v spolupráci s čínskymi odborníkmi, pretože obmedzenia v testovaní na zvieratách vo Švajčiarsku by im bránili dokončiť prácu. Teraz, keď bol ich experiment úspešný, dostal povolenie pokračovať v práci vo Švajčiarsku.
Doktor Curtin písal o etickej stránke takýchto experimentov s primátmi a zdôraznil, že experimentovanie s hlodavcami mu trvalo 10 rokov, kým sa pripravil na prácu s opicami. Jedným z dôvodov, prečo vedci pracovali iba s jednou paralyzovanou končatinou, je to, že tetrapody sú schopné žiť relatívne normálne bez použitia jednej nohy pri zachovaní kontroly nad funkciami močového mechúra a čriev, pričom úplné pretrhnutie miechy môže spôsobiť mať na zviera ničivý účinok.
Ako dodal Dr. Curtin, práca na tomto projekte, ktorý sľubuje pomoc ľuďom s poraneniami miechy, nemôže ďalej pokračovať, kým nebude experimentovaný s inými primátmi. Čítanie signálov z mozgu a stimulácia miechy sa uskutočňujú pomocou prístrojov, ktoré už ľudia používajú na iné účely. Softvér na dekódovanie signálu však zatiaľ nebol na ľuďoch testovaný.
David Borton z Brown University, jeden z hlavných autorov novej správy, vyvinul bezdrôtový senzor so svojimi kolegami v priebehu písania dizertačnej práce ešte predtým, ako spolupracoval s Dr. Curtinom. Tento senzor je vybavený mikroelektródami a zaznamenáva a prenáša impulzy do časti mozgu zodpovednej za pohyb končatín. Jedným z dôvodov, prečo môže systém pomôcť s rehabilitáciou, je ten, že podľa neho posilňuje zostávajúce nervové spojenia medzi časťami miechy a poranenou končatinou.
Zariadenie na zaznamenávanie mozgových signálov bolo doplnené elektrostimulačným zariadením umiestneným mimo miechu, ktoré prenáša signály do reflexného systému. Proces chôdze je iba čiastočne kontrolovaný mozgom. Miecha má vlastný systém schopný prijímať a reagovať na informácie z končatín. Ľudia väčšinou nemyslia na to, ako chodia, a proces chôdze neriadi iba mozog na podvedomej úrovni. Prevažná časť bremena spadá na miechu a reflexný systém.
Doktor Curtin predtým používal elektrickú stimuláciu na trénovanie potkanov s poranením miechy, aby chodili.
Táto jeho práca však nezahŕňala mozog a jednou z kľúčových zložiek týchto experimentov bol časový rámec. "Ak mozog vyšle signál na pohyb končatiny, vytvorenie tohto spojenia trvá len pár milisekúnd," vysvetlil doktor Borton.