Ochrnutý muž chodí pomocí zařízení, které propojuje mozek se svaly

25. 5. 2023

čas čtení 5 minut

Průkopnický výzkum by mohl pomoci při vývoji miniaturních zařízení pro pacienty po mrtvici a pro ochrnuté lidi
 

Muž, který ochrnul při nehodě na kole v roce 2011, se dokázal postavit a chodit s pomocí pomůcky poté, co mu lékaři implantovali zařízení, které snímá jeho mozkové vlny a vysílá pokyny páteři, aby pohybovala správnými svaly.

 
Čtyřicetiletému Gert-Janu Oskamovi bylo po zlomenině krčku při dopravní nehodě v Číně řečeno, že už nikdy nebude chodit, ale po operaci už vyšel schody a ušel více než 100 metrů najednou.

"Před několika měsíci jsem byl poprvé po deseti letech schopen vstát a jít s přáteli na pivo," řekl Oskam, který pochází z Nizozemska. "To bylo docela fajn. Chci to používat v každodenním životě."

"Digitální most" je nejnovějším počinem týmu neurovědců ve Švýcarsku, kteří mají dlouhodobý program vývoje rozhraní mozek-stroj k překonání ochrnutí. Cílem projektu je pomocí bezdrátových signálů znovu propojit mozek se svaly, které jsou po přerušení míšních nervů nepoužitelné.

V předchozím pokusu Oskam testoval systém, který obnovoval rytmické kroky chůze vysíláním signálů z počítače do míchy. Zařízení mu sice pomohlo udělat několik kroků najednou, ale pohyb byl značně robotický a musel být spuštěn tlačítkem nebo senzorem.

V posledních desetiletích došlo k řadě pokroků v technologické léčbě poranění míchy. V roce 2016 se skupině vědců pod vedením Dr. Courtine podařilo obnovit schopnost chůze u ochrnutých opic a další pomohla jednomu muži získat zpět kontrolu nad ochrnutou rukou. V roce 2018 jiná skupina vědců, rovněž vedená Dr. Courtinem, vymyslela způsob stimulace mozku pomocí generátorů elektrických impulzů, což umožnilo částečně ochrnutým lidem znovu chodit a jezdit na kole. V loňském roce pokročilejší postupy stimulace mozku umožnily ochrnutým osobám během jediného dne léčby plavat, chodit a jezdit na kole.

Oskam podstoupil stimulační procedury již v předchozích letech a dokonce se mu vrátila určitá schopnost chůze, ale nakonec se jeho zlepšení zastavilo. Na tiskovém brífinku Oskam uvedl, že tyto stimulační technologie v něm zanechaly pocit, že v pohybu je cosi cizího, cizí vzdálenost mezi jeho myslí a tělem.

Nové rozhraní to podle něj změnilo: "Předtím stimulace ovládala mě, a teď ovládám já stimulaci."

V nové studii rozhraní mezi mozkem a páteří, jak ho vědci nazvali, využívalo dekodér myšlenek umělé inteligence, aby přečetlo záměry pana Oskama - zjistitelné jako elektrické signály v jeho mozku - a přiřadilo je k pohybům svalů. Etiologie přirozeného pohybu, od myšlenky přes záměr až po akci, byla zachována. Jediným doplňkem, jak jej popsal doktor Courtine, byl digitální most překlenující poraněné části páteře.

Andrew Jackson, neurolog z Newcastle University, který se na studii nepodílel, řekl: "Vyvolává to zajímavé otázky ohledně autonomie a zdroje příkazů. Nadále se stírá filozofická hranice mezi tím, co je mozek a co technologie."

Pro nejnovější aktualizaci nainstalovala profesorka Jocelyne Blochová, neurochirurg z univerzitní nemocnice v Lausanne, na Oskamův mozek elektrody, které detekují nervovou aktivitu, když se snaží pohnout nohama. Údaje jsou zpracovávány algoritmem, který je mění na impulsy, jež jsou vysílány do dalších elektrod v jeho páteři. Impulzy aktivují nervy v páteři a zapínají svaly, aby vyvolaly zamýšlený pohyb.

"Podařilo se nám obnovit komunikaci mezi mozkem a oblastí míchy, která ovládá pohyb nohou, pomocí digitálního mostu," řekl profesor Grégoire Courtine ze Švýcarského federálního technologického institutu v Lausanne. Podle něj systém dokáže "zachytit myšlenky Gert-Jana a převést je na stimulaci míchy, aby se obnovily dobrovolné pohyby nohou".

Zařízení nevytváří rychlé a plynulé kroky, ale Oskam řekl, že implantát popsaný v časopise Nature umožňuje přirozenější pohyby než dříve, protože vstávání a chůze jsou iniciovány a řízeny myšlenkami na tyto činnosti. Signály stimulují svaly potřebné k ohýbání kyčle, kolene a kotníku.

Zdá se, že zařízení také podporuje rehabilitaci. Po více než 40 tréninkových sezeních s implantátem získal Oskam, který neměl přerušeny všechny nervy v páteři, opět určitou kontrolu nad nohama, i když byl přístroj vypnutý. Courtine se domnívá, že opětovné propojení mozku a páteře pomáhá regenerovat míšní nervy a navrátit pacientovi část ztracené kontroly.

Přestože je tato práce teprve v počáteční fázi, vědci doufají, že budoucí miniaturizovaná zařízení pomohou pacientům po mrtvici a ochrnutým lidem chodit, pohybovat rukama a paží a ovládat další funkce, například močový měchýř, který je často postižen poraněním míchy. Pohyby rukou a paží mohou být obtížnější, protože jsou složitější než chůze.

Vzhledem k tomu, že Oskam vykazuje pokroky více než deset let po své nehodě, je tým přesvědčen, že další pacienti s novějšími zraněními by na tom mohli být lépe. U Oskama "je to více než 10 let po poranění míchy", řekl Courtine. "Představte si, že aplikujeme digitální most několik týdnů po poranění míchy. Potenciál pro zotavení je obrovský."

Zdroj v angličtině ZDE  ZDE

1
Vytisknout
3420

Diskuse

Obsah vydání | 26. 5. 2023