Ученые считали мысли паралитиков и вернули им способность ходить

МОСКВА, 20 мая – РИА Новости. Нейрофизиологи создали устройство, позволяющее управлять работой мускулов в руках и ногах, не встраивая электроды в мозг или в периферийные нервные волокна. Они использовали его для того, чтобы считать мысли двух паралитиков и заставить их тело сделать несколько шагов, и описали результаты опытов в журнале Scientific Reports.

«

"К сожалению, нет какой-то магической таблетки, которая могла бы полностью вылечить поврежденный спинной мозг. Похоже, что нам придется объединить сразу несколько методик его реабилитации и другие технологии для того, чтобы вернуть людям подвижность", — заявил Мигель Николелис (Miguel Nicolelis) из университета Дьюка в Дареме (США).

Николелис, один из главных пионеров в области нейропротезирования, уже несколько лет работает над созданием нейроинтерфейсов. Они представляют собой наборы микрочипов, особых электродов и компьютерных программ, позволяющих подключать к мозгу человека и животных кибер-конечности, искусственные глаза и даже те органы чувств, аналогов которых нет в природе – тепловизоры и рентгеновизоры.

В 2013 году его научная группа впервые смогла подключить мозг животного к виртуальной конечности, существующей только на экране компьютера, а в 2014 году экзоскелет, созданный Николелисом и его соратниками, помог бразильскому инвалиду Хулиано Пинто, парализованному в результате ДТП, открыть чемпионат мира 2014 года по футболу, пнув символический мяч турнира.

Три года назад Николелис и его коллеги реализовали следующий логический шаг в этих экспериментах – они создали роботизированную инвалидную коляску и нейроинтерфейс, который позволяет управлять ей при помощи силы мысли. Как и все остальные разработки подобного типа, "подключение" к ней инвалида требовало установки специального чипа и набора электродов в его мозг.

Эти успехи заставили ученых задуматься о том, можно ли реализовать подобную процедуру, не прибегая к потенциально фатальным и опасным для пациентов операциях на мозге и на неповрежденных участках спинного мозга.

В решении этой задачи им помогло то, что любопытное наблюдение, которое Николелис и его сделали, изучая различные методики реабилитации частично поврежденного спинного мозга при помощи его стимуляции электрическими и магнитными полями. Сегодня подобные приемы используются не только для помощи паралитикам, но и для борьбы с последствиями инсультов.

Как заметили ученые, состояние пациентов улучшалось только в том случае, если стимуляция была не постоянной, а была похожей на реальные сигналы, которые мозг передает в конечности при совершении движений. Это натолкнуло их на мысль, что можно одновременно улучшить состояние пациентов и вернуть им способность ходить, стимулируя подобным образом только те нервы, которые участвуют в управлении мускулами ног.

Руководствуясь этой идеей, ученые создали стимулятор неповрежденной части спинного мозга, используя набор электродов, который прикреплялся к поверхности кожи в определенных точках на поверхности спины пациента, и особую систему, считывавшую сигналы из центров движения в головном мозге при помощи электроэнцефалографа.

Их работу Николелис и его команда проверили на двух паралитиках, потерявших способность ходить 5 и 10 лет назад в результате различных несчастных случаев. Для улучшения качества работы этого стимулятора ученые создали специальные "браслеты", которые прикреплялись к рукам пациентов и вибрировали в те моменты, когда их ноги начинали двигаться или касались земли.

Текущая версия этого прибора, как отмечают нейрофизиологи, контролирует относительно скромное число мышц, восемь крупнейших мускулов в левой и правой ноге. Этого, однако, хватило для того, чтобы добровольцы достаточно быстро научились управлять своим телом и начали совершать шаги, используя ходунки и подвес, помогавшие им поддерживать тело.

Эта процедура не только вернула подвижность инвалидам, но и улучшила их состояние. Примерно через полгода после начала тренировок, как отмечает Николелис, его подопечные вернули себе подвижность некоторых мускулов и научились двигать ногами в стороны без какой-либо электрической стимуляции. Одновременно с этим улучшилось состояние самих мышц.

«

"Мы предполагаем, что даже после тяжелых травм позвоночника часть нервных волокон в спинном мозге остается неповрежденной, но при этом они не включались на протяжении многих лет. Наша система позволяет заставить их повторно работать", — заключает Солейман Шокур (Soleiman Shokur), коллега Николелиса из Бразилии.