Имплантируемое устройство переводит мысли в действия для людей с травмами позвоночника

Исследователи в Австралии создали имплантируемый интерфейс мозг-машина (ИММ), который может позволить людям с повреждениями спинного мозга снова ходить, используя силу своих собственных мыслей.

Состоящая из электрода, известного как "стентрод", имплантированного в кровеносный сосуд головного мозга пациента, а также электроснабжения и передатчика, вводимого под кожу в передней части плеча, новая система создает минимально инвазивный ИММ, который способен переводить мысли в действие.

Бионическое устройство делает это путем зондирования определенных типов нервной деятельности и передачи их в процессор, который затем поставляет сигналы для перемещения конечностей пользователя, используя экзоскелет или искусственные руки или ноги. Размер с обычную скрепку, стентрод способен быть имплантирован в мозг человека без необходимости серьезной операции - вместо этого он подается в голову с помощью катетера через артерии, начиная с ноги.

"Эта технология очень интересная", - говорит профессор Терри О'Брайен, руководитель Департамента Мельбурнского университета медицины в Мельбурнской Королевской больнице. "Это первый случай, когда мы смогли продемонстрировать и разработать устройство, которое может быть имплантировано без необходимости операции, чтобы постоянно записывать мозговую деятельность. Наиболее очевидным преимуществом оно будет для людей, которые парализованы после инсульта или травмы позвоночника. Он простой и неинвазивный и гораздо безопаснее для пациентов".

Изготовленное из нитинола - современного сплав никеля и титана - устройство планируется имплантировать в человека в Королевской больнице Мельбурна в 2017 году, и фирма надеется, что новое устройство будет весьма биологически совместимым. В доклинических испытаниях с использованием овец, устройство было способно захватывать высококачественные сигналы от моторной коры мозга, и вместо того, чтобы быть отклоненным живой тканью, прижилось в венах реципиента.

"Когда устройство всасывается в стенки вен после девяти дней или около того, электрические сигналы продолжают становиться яснее и сильнее, до 190 герц", - сказал профессор Клайв Мэй, из Института неврологии и психического здоровья, который провел клинические испытания на овцах.

Каждый стентрод считывает электрическую активность около 10000 отдельных нейронов, а затем доставляет эти сигналы по проводам из мозга через шею и в беспроводную систему передачу, имплантированную в верхней части грудной клетки в передней части плеча. Полученная передача затем может быть превращена в управляющие сигналы для экзоскелета или протеза.

Таким образом, пользователи получат возможность ходить или передвигаться снова с помощью мысли, чтобы соответствовать действиям устройств по их беспроводной команде, что в конечном итоге приведет к движениям становится столь же естественным, как с полным использованием собственных конечностей.

По данным исследователей, первые человеческие получатели нового устройства, вероятно, будут более молодые люди с тяжелыми травмами спинного мозга и которые также являются подходящими кандидатами для экзоскелета ног. Эта группа людей, скорее всего, была выбрана потому, что они лучше всего справляются с операцией и более быстрые в восстановлении, и, как правило быстрее реагируют на обращения.

"Процесс получения коммерческого утверждения новых медицинских приборов является длительным процессом, поэтому реально это может занять от пяти до семи лет от", - сказал д-р Томас Оксли, невролог из университета Мельбурна в Королевской больнице.

"А в течение пяти лет нам нужно сделать более широкое клиническое испытание 30-40 человек. Таким образом, мы надеемся, что устройство будет на рынке к 2022 году".