Ученые смогли восстановить подвижность рук и чувствительность у пациента с тетраплегией, то есть параличом всех четырех конечностей, возникшим из-за травмы спинного мозга. В этом помогла инновационная система двойного нейронного обхода, а подробные результаты трехлетнего клинического испытания были официально опубликованы в престижном научном журнале Nature Medicine.
Добровольцем в этом масштабном эксперименте выступил Кит Томас. Мужчина получил тяжелую травму шеи в 2020 году в результате неудачного прыжка в воду, после чего полностью утратил способность самостоятельно двигать верхними конечностями. Спустя 13 месяцев после несчастного случая он согласился стать участником медицинских тестов новейшей разработки.
Проект создан специалистами Института медицинских исследований Файнштейна, который является научно-исследовательским подразделением крупной нью-йоркской медицинской сети Northwell Health. Комплекс объединяет передовой интерфейс типа мозг — компьютер, современные алгоритмы искусственного интеллекта, а также метод целенаправленной электрической стимуляции спинного и головного мозга.
В ходе сложнейшей пятнадцатичасовой хирургической операции врачи имплантировали в кору головного мозга пациента пять специализированных микроэлектродных массивов. Встроенный искусственный интеллект в режиме реального времени считывает и анализирует нервные импульсы, которые отвечают за намерение совершить то или иное движение, после чего транслирует команды на систему стимуляции мускулатуры предплечий.
Фото: Feinstein Institutes
После прохождения курса реабилитации и обучения Кит Томас смог вновь самостоятельно совершать привычные действия: удерживать столовые приборы, пить из чашки и даже почесать нос. На фоне терапии за 35 недель показатель силы хвата правой руки выросла на 86%, а левой — на 62%. Во время одного из контрольных тестов пациент смог успешно поднимать хрупкую яичную скорлупу, не раздавив ее, причем успешность выполнения задачи достигала 87% даже во время разговора с исследователями.
Чтобы вернуть утраченные тактильные ощущения, ученые применили методику кортикального зеркалирования. Специальные датчики, интегрированные в напечатанный на трехмерном принтере браслет, передавали сигналы в сенсорную зону коры головного мозга, формируя искусственное чувство осязания. Приблизительно через 25 недель после старта испытаний к пациенту вернулась чувствительность в области запястья, которая была полностью утрачена после аварии.
Примечательно, что часть достигнутых результатов сохранилась даже после временного отключения стимулирующего оборудования. Спустя более чем два года улучшенные функции все еще фиксировались медиками при плановых осмотрах. Авторы научной работы объясняют этот феномен уникальной нейропластичностью человеческого организма — способностью центральной нервной системы самостоятельно восстанавливаться и образовывать новые нейронные связи.
В ближайших планах исследовательской группы значится расширение клинической программы. Они намерены протестировать разработанную систему при лечении других тяжелых неврологических патологий, в том числе последствий перенесенного инсульта.
