AI-teknik återställer rörlighet och känslighet för en förlamad man
Miscellanea / / August 01, 2023
Än så länge rör sig patienten tack vare datorn, men med tiden kommer han förmodligen att börja klara sig helt på egen hand.
En kombination av hjärnimplantat, artificiell intelligens och elektrisk stimulering utvecklad av ett team av forskare, ingenjörer och kirurger återställd handrörelser och känslighet hos en person med förlamning av nedre extremiteter. Denna dubbla neurala bypass-teknik kommer att hjälpa andra människor som lider av rörelsestörningar eller förlamning i framtiden, hoppas skaparna.
Patienten var Keith Thomas, en amerikan som 2020 skadade sin 4:e och 5:e halskota efter ett misslyckat hopp i poolen. På grund av detta blev hans kropp förlamad från bröstet och nedåt, men tack vare experimentell behandling kunde han för första gången på tre år känna sin syster hålla hans hand.
För att uppnå detta använde forskarna funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI) för att skapa en karta över Thomas hjärna. Detta gjorde det möjligt att bestämma de zoner som är ansvariga för händernas rörelse och känslan av beröring i handen. Detta följdes av en 15-timmars öppen hjärnoperation under vilken implantat placerades. Under denna tid var patienten vid medvetande och svarade på läkarnas frågor för att hjälpa dem att hitta rätt ställen att placera elektroderna.
Som ett resultat installerade kirurgerna två elektroder i zonen som ansvarar för rörelsen och tre i zonerna som ansvarar för handflatans och fingrarnas känslighet. Nästa steg var att sätta upp mikrochipsen så att Thomas kunde kontrollera dem. För att göra detta kopplades två block på patientens huvud till en dator och ett neuralt nätverk tränades för att tolka och översätta Thomas tankar till handlingar.
Nu, när Thomas funderar på att knyta handen till en knytnäve, dechiffreras hans hjärnas elektriska signaler dator och skickar de nödvändiga signalerna till icke-invasiva plåster som finns på huden ovanför ryggraden och musklerna underarm. Detta tvingar handen att göra den önskade rörelsen.
Teknikens framtid
Det noteras att detta är första gången som hjärnan, kroppen och ryggraden är elektriskt anslutna för att återställa rörelse och känsla för en förlamad person.
Tidigare användes en enda neural bypass-metod, vilket också visade sig vara effektivt. För att utföra det implanteras ett eller flera mikrochips i hjärnan, och sedan förbigås den skadade ryggmärgen helt, vilket omedelbart aktiverar målmusklerna. Men i det här fallet kan patienten bara röra sig när den är ansluten till en dator, och ofta bara under laboratorieförhållanden: det var inget tal om att återgå till det normala livet.
Den dubbla neurala bypass-tekniken är mer avancerad. Forskare tror att det kommer att tvinga hjärnan, kroppen och ryggmärgen att bilda nya förbindelser och kringgå de skadade område så att patienten så småningom återfår förlorade funktioner och kan röra sig och känna utan att vara kopplad till dator.
Sedan testet började har Thomas armstyrka fördubblats och känslan har börjat återvända till hans underarmar och handleder, även när den inte är ansluten till systemet. Detta ger hopp om att han i framtiden ska kunna röra armarna och känna beröring utan assistans.
Vid något tillfälle visste jag inte ens om jag skulle överleva - och om jag ville. Och nu kan jag känna en annan person som håller min hand. Det är fantastiskt. Det enda jag vill är att hjälpa andra. Det är något jag alltid varit bra på. Om det någonsin hjälper någon annan ännu bättre än det hjälpte mig, så var det värt det.
Keith Thomas
volontär som var den första att genomgå en dubbel neural bypass-procedur
Läs också🧐
- Forskare lyckades för första gången koppla den mänskliga hjärnan till en dator utan sladdar
- Introducerad MouthPad - en datormus som sätts in i munnen
- Styr prylar med tankens kraft. Hur neurala gränssnitt föddes och vad de kan nu
Omslag: Matthew Libassi / Northwell Healths Feinstein Institutes for Medical Research