Ефект тримається роками. Вчені відновили відчуття дотику людям із травмами спинного мозку

Нове дослідження показує, що мозок здатний знову навчитися відчувати, і ця здатність не зникає ні за місяці, ні за роки.

Читайте также: Релігійні війни давнини. Археологи дізналися подробиці руйнування Першого Храму в Єрусалимі

Науковці з Піттсбурзького університету та Чиказького університету спостерігали за п’ятьма пацієнтами з травмами спинного мозку, яким вживили інтерфейси «мозок-комп’ютер». Сумарно системи пропрацювали 27 років і надіслали в мозок близько 168 мільйонів електричних імпульсів. Жодного серйозного побічного ефекту за весь цей час не виникло.

Дослідження, опубліковане в журналі Science Translational Medicine, стало найтривалішим на сьогодні спостереженням за внутрішньокортикальною мікростимуляцією в людей. Воно вперше переконливо доводить, що штучні сигнали дотику можуть залишатися безпечними й стабільними не просто місяцями, а роками.

Роберт Гонт, старший автор дослідження з Піттсбурзького університету, каже, що робота підтверджує безпечність і практичну користь інтерфейсів «мозок-комп’ютер» для передачі сенсорних сигналів — спочатку в клінічних умовах, а згодом і вдома в пацієнтів.

Такі інтерфейси зазвичай перетворюють активність нейронів на команди для комп’ютерів чи роботизованих кінцівок. Але деякі системи працюють і в зворотному напрямку — надсилають інформацію в мозок. Саме так і зробили в цьому дослідженні: крихітні електричні імпульси спрямовували в соматосенсорну кору — ділянку мозку, яка відповідає за обробку дотику від тіла.

Це зворотний зв’язок дуже важливий для нейропротезів. У повсякденному житті людина спирається на дотик, щоб оцінити силу тиску, міцність хвату чи текстуру предмета. Без цього відчуття керувати роботизованою рукою доводиться майже виключно за допомогою зору, а це вимагає значно більшої концентрації.

Команди Піттсбурзького та Чиказького університетів працюють над цим напрямом уже понад десять років. У 2012 році піттсбурзькі дослідники одними з перших вживили електроди в моторну кору мозку, щоб паралізована людина могла керувати роботизованою рукою. Уже 2015 року вони почали стимулювати сенсорну кору, щоб додати відчуття дотику. У Чикаго перший учасник із електродами і в моторній, і в сенсорній корі з’явився у 2020 році.

Читайте также: Інтернет під наглядом. Threads запроваджує батьківський контроль для акаунтів підлітків

Головний висновок дослідження — оптимістичний. Імпульси, спрямовані в ділянку кори, що відповідає за руку, і надалі викликали відчуття саме в руці. Навіть через роки стимуляції ці відчуття не переміщувалися на інші, непов’язані частини тіла.

Небажані затяжні відчуття траплялися рідко — в середньому лише раз на 23 000 сеансів стимуляції. Переважна більшість зникала протягом десяти секунд після завершення стимуляції. Жодне з них не спричиняло болю чи не потребувало лікування.

Основним обмеженням виявилася поступова втрата працездатності електродів: у середньому робочими залишалися 64% з них. В одного з учасників 60% електродів усе ще функціонували через десять років після імплантації, хоча швидкість погіршення з часом зростала.

Чарльз Ґрінспон, провідний автор дослідження з Чиказького університету, зазначає, що ця технологія вже не обов’язково залишатиметься лабораторним експериментом — індустрія може почати розробляти рішення для тривалого домашнього використання пацієнтами.