Исследование, опубликованное в Научные Доклады показывает, что восемь человек с травмами спинного мозга, многие из которых были парализованы в течение нескольких лет, вновь обрели частичную чувствительность и  контроль над мышцами нижних конечностях после тренировки с мозгом-управляемой робототехники.

Узнайте о современных методах лечения позвоночника в Израиле

[A computer monitor in the lab of Miguel Nicolelis]
Монитор компьютера в лаборатории доктора Мигеля Николелиса показывает активность мозга обезьяны через мозго-машинный интерфейс.
Изображение кредита: Шон Рокко/здоровье герцога

Исследование является частью " Проект Ходить Заново  "в Сан-Паулу, Бразилия, работая с людьми, которые пережили травму позвоночника в результате автомобильной аварии, удара, падения и других травм, которые парализованны нижние конечностях. Цель программы-помочь участникам восстановить силы, подвижность и независимость.

Проэкт Снова Ходить является результатом сотрудничества более 100 ученых из 25 стран. Их совместные усилия позволили человеку с параличом пинать футбольный мяч во время церемонии открытия чемпионата мира по футболу 2014 в Сан-Паулу через управляемый мозгом роботизированный экзоскелет.

Возглавляемая нейробиологом Доктор Мигель Николелис из университета Дюка, со-директор центра Нейроинженерии университета, исследование, продолжающее предыдущие исследования Доктора Николелис по изучению популяций клеток головного мозга, представляют собой сенсорные и моторные информационные и как они порождают поведение, в том числе движений верхних и нижних конечностей.

Предыдущие исследования проложили путь для мозга-машина пользы в людях

В одном из исследований, Доктор Николелис фиксировал активность мозга крыс обучили тянуть роботизированный рычаг чтобы сделать глоток воды с использованием вживленными в мозг микроэлектродов. Используя мозго-машинный интерфейс животных крыс, чтобы научиться контролировать рычаг, используя только их мозговую активность.

Другое исследование видел изучая макак-резусов для управления роботизированными конечностями и анимированная версия себя на цифровом экране, а также перемещение коляски в сторону миску винограда только активность мозга. Обезьяны резус и научился ходить на беговой дорожке с ноги робота управляется своими мозгами.

Эти эксперименты с крысами и приматами создана модель для работы у больных людей в результате активность мозга была зафиксирована у пациентов, когда они использовали силы сцепление мяч с различной силой.

"Важно понять, как мозг кодов для движения", - говорит доктор Николелис. "Мы открыли принципы, как работает мозг, что мы не обнаружили без проникновения внутрь мозга".

"Никто не ожидал, что мы бы увидели, что мы обнаружили, что частичное восстановление неврологического сенсомоторного и висцеральных функций", - добавляет он.

Целью нового исследования было проложить путь для улучшения протезирования и мозг-управляемых устройств для людей, которые серьезно ограниченными физическими возможностями.

Восстановление ранее невиданных в долгосрочной пациентам

Используя мозг-машинных интерфейсов, включая систему виртуальной реальности, пациенты использовали свою мозговую деятельность, чтобы имитировать полный контроль над своими ногами. В начале реабилитации, пять участников были парализованы как минимум на 5 лет, и двое были парализованы на протяжении более чем десятилетия.

"То, что мы показываем в данной работе, заключается в том, что пациенты, которые использовали мозго-машинным интерфейсом длительное время почувствовали улучшение моторики, тактильных ощущений и висцеральных функций ниже уровня повреждения спинного мозга", - объясняет Доктор Николелис.

"До сих пор никто не видел восстановление этих функций у больного столько лет после того, как диагноз полный паралич", - добавляет он.

По словам доктора Николелиса, участники надевали рукав оснащен сенсорным технологию тактильной обратной связи, чтобы обогатить опыт и тренировать свои мозги. Гаптика использовать различные вибрации, чтобы предложить тактильные ощущения, как жужжание толчки и откаты игрокам чувствовать себя через ручной регулятор.

"Тактильной обратной связи синхронизируется, и мозг пациента создает ощущение, что они гуляют сами по себе, а не с помощью устройств", - говорит доктор Николелис. "Она вызывает иллюзию того, что они чувствуют и ноги. Наша теория заключается в том, что делая это, мы пластичностью наведенной не только на уровне коры, но и на спинной мозг".

Диагностика улучшилась от полного до частичного паралича

Восьми пациентам провели не менее 2 часов в неделю, используя мозг-машинных интерфейсов или устройств, контролируемых по их сигналами мозга. После нескольких месяцев обучения, ученые наблюдали за активностью мозга, что они ожидали, когда пациенты думали о ноги.

"В основном, обучение вновь представительстве нижних конечностей в мозги пациентов", - говорит доктор Николелис.

После года тренировок, ощущения и мышечный контроль из четырех пациентов достаточно существенно изменен, врачи обновили свои диагнозы от полного к частичному параличу .

Контроль мочевого пузыря и функции кишечника и улучшение у пациентов, которые снизили их зависимость от слабительных и катетеры и риск инфекции являются общими у пациентов с хроническим параличом и одной из ведущих причин смерти.

 

"Одна из предыдущих исследований показали, что большой процент пациентов, которые диагностированы как имеющие полной параплегии может еще есть какие спинномозговые нервы остаются нетронутыми", - говорит доктор Николелис.

"Эти нервы могут идти спокойно в течение многих лет, потому что нет сигнала от коры головного мозга к мышцам. За время обучения с мозго-машинный интерфейс может возродили эти нервы. Это может быть небольшое количество волокон, которые остаются, но это может быть достаточно, чтобы передать сигналы из зоны двигательной коры головного мозга к спинному мозгу."

Доктор Мигель Николелис

Ученые предоставили видео технология и пациентов чтобы проиллюстрировать свои успехи.

Будущие испытания будут сосредоточены на пациентах с недавней травмой позвоночника, чтобы определить, если лечение быстрее может привести к быстрее и лучше результаты.

Читайте о том, как имплантировать мозг помог парализованному человеку контролировать свои руки и пальцы .

Дата публикации: 
пятница, августа 12, 2016
Специализация: 

Данная новость представляет собой машинный перевод. Переведено сервисом «Яндекс.Переводчик» с целью скорейшего освещения новостей.В ближайшее время наши редакторы откорректируют текст.

Оригинал статьи