O persoană paralizată şi-a recăpătat mobilitatea mâinilor în urma utilizării unei tehnologii de implant cerebral, care oferă speranță altor persoane care suferă de leziuni ale măduvei spinării, notează FT.
Cercetătorii au utilizat un algoritm avansat de învățare automată și senzori cutanați pentru a transforma undele cerebrale ale pacientului în mișcări ale membrelor, potrivit unei lucrări publicate joi în revista "Nature Medicine".
Keith Thomas, care suferă de tetraplegie, a reușit să se hrănească singur, iar deprinderile au persistat luni de zile după încetarea intervenției, se arată în studiu.
„Dublu bypass neuronal”
Metoda, denumită „dublu bypass neuronal”, reprezintă un nou progres în cadrul cercetărilor, aflate într-o evoluție rapidă, de a dezvolta neuroproteze menite să restabilească abilitățile motorii și capacitatea de a vorbi.
Oamenii de știință au urmărit atât îmbunătățirea funcționalității imediate, cât și obținerea unor progrese pe termen lung prin stimularea neuroplasticității, procesul de formare a unor noi conexiuni și căi de comunicare în cadrul sistemului nervos.
„Această cercetare este promițătoare pentru milioane de pacienți, deschizând calea către studii viitoare și aplicații clinice practice care ar putea ajuta milioane de oameni ce trăiesc cu paralizie”, a declarat Chad Bouton, coordonatorul echipei de cercetare și profesor în cadrul Feinstein Institutes for Medical Research din New York.
„Această abordare reprezintă o metodă inedită de tratare a paraliziei: nu doar ocolim zona afectată, ci practic reconfigurăm sistemul nervos.”
Cercetătorii au implantat cinci matrici de microelectrozi în creierul lui Thomas, în cadrul unei intervenții chirurgicale pe creier deschis cu o durată de 15 ore, pentru a capta semnalele corespunzătoare intențiilor sale de mișcare.
Aceste date au fost introduse în algoritmul de învățare automată, care a furnizat stimularea electrică necesară mușchilor antebrațului lui Thomas atunci când acesta intenționa să-și miște mâna. Cercetătorii au combinat implanturile cu plasturi aplicați pe piele, care stimulau electric zone-țintă de la nivelul măduvei spinării și al mușchilor.
A crescut forţa în braţe
Pe parcursul a 35 de săptămâni, Thomas, care suferise leziunea în urma unui accident la sărituri în apă, în 2020, a înregistrat o creștere a forței brațului drept cu 86% și a celei a brațului stâng cu 62%. În termeni practici, acest lucru a însemnat că a trecut de la imposibilitatea de a-și ridica mâinile la nivelul feței la capacitatea de a se scărpina singur pe nas și de a-și șterge gura.
Sistemul a utilizat senzori integrați într-un dispozitiv personalizat, realizat prin imprimare 3D, pentru a măsura presiunea exercitată de Thomas atunci când apuca obiecte. Acest lucru a declanșat în creierul său tipare de stimulare electrică corespunzătoare, generând senzația tactilă.
Cercetătorii au precizat că Thomas a reușit să apuce și să ridice coji de ou goale și fragile în 87% din cazuri, fără a le sparge.
Alți oameni de știință au lăudat modul inovator în care studiul a combinat mai multe tehnici, remarcând totodată că acesta a vizat un singur subiect și nu a dus la o recuperare completă.
Cazul pare să reprezinte un „progres extrem de important pentru domeniul neuroprotezelor”, a declarat Letizia Gionfrida, lector în domeniul viziunii artificiale la King’s College din Londra.
Restabilirea atât a mișcării, cât și a feedbackului senzorial prin intermediul unei „comunicații bidirecționale” a fost un aspect „inedit și deosebit de important”, a precizat ea.
"Mobilitatea mâinii în viața de zi cu zi depinde nu doar de generarea mișcării, ci și de primirea informațiilor senzoriale care indică mâinii cum să apuce, să țină și să execute mișcări fine”, a explicat ea. „Imaginați-vă că transportați o vază fără a ști instinctiv câtă forță să aplicați.”
Restabilirea funcției tactile, doar parțială
Restabilirea funcției tactile a fost doar parțială, iar studiul a reprezentat „un pas către cercetări viitoare, mai degrabă decât un scop în sine”, a afirmat David McGonigle, lector în neurostimulare la Universitatea din Cardiff. Cu toate acestea, el a calificat drept „intrigante”, deși nedovedite, indiciile privind adaptarea sistemului nervos, apreciind totodată drept „deosebit de impresionante” îmbunătățirile motorii raportate.
"În asta stă adevărata valoare a studiului: pacientul este acum capabil să efectueze activități cotidiene semnificative, precum hrănirea proprie și manipularea obiectelor fragile", a spus McGonigle.
