Tekoälyteknologia palauttaa halvaantuneen miehen liikkuvuuden ja herkkyyden
Miscellanea / / August 01, 2023
Toistaiseksi potilas liikkuu tietokoneen ansiosta, mutta ajan myötä hän todennäköisesti alkaa selviytyä täysin omillaan.
Aivoimplanttien, tekoälyn ja sähköstimulaation yhdistelmä, jonka on kehittänyt tutkijoiden, insinöörien ja kirurgien ryhmä palautettu käsien liikkeet ja alaraajojen halvaantuneen henkilön herkkyys. Tämä kaksoishermoston ohitustekniikka auttaa tulevaisuudessa muitakin liikehäiriöistä tai halvaantumisesta kärsiviä ihmisiä, luojat toivovat.
Potilas oli amerikkalainen Keith Thomas, joka loukkasi vuonna 2020 neljättä ja viidettä kaulanikamaansa epäonnistuneen hyppäämisen jälkeen uima-altaaseen. Tästä johtuen hänen ruumiinsa halvaantui rinnasta alaspäin, mutta kokeellisen hoidon ansiosta hän pystyi tuntemaan sisarensa pitelevän kädestä ensimmäistä kertaa kolmeen vuoteen.
Tämän saavuttamiseksi tutkijat käyttivät toiminnallista magneettikuvausta (fMRI) luodakseen kartan Thomasin aivoista. Tämä mahdollisti käsien liikkeestä ja käden kosketustuntemuksesta vastaavien vyöhykkeiden määrittämisen. Tätä seurasi 15 tunnin avoaivoleikkaus, jonka aikana asetettiin implantit. Tänä aikana potilas oli tajuissaan ja vastasi lääkäreiden kysymyksiin auttaakseen heitä löytämään oikeat paikat elektrodien sijoittamiseen.
Tämän seurauksena kirurgit asensivat kaksi elektrodia liikkeestä vastaavalle vyöhykkeelle ja kolme vyöhykkeille, jotka vastaavat kämmenen ja sormien herkkyydestä. Seuraava askel oli mikrosirujen asentaminen, jotta Thomas voisi hallita niitä. Tätä varten kaksi potilaan päässä olevaa lohkoa yhdistettiin tietokoneeseen ja neuroverkko opetettiin tulkitsemaan ja muuttamaan Thomasin ajatuksia teoiksi.
Nyt, kun Thomas ajattelee puristavansa kätensä nyrkkiin, hänen aivojensa sähköiset signaalit salaavat tietokoneella ja lähettää tarvittavat signaalit ei-invasiivisille laastareille, jotka sijaitsevat iholla selkärangan ja lihasten yläpuolella kyynärvarsi. Tämä pakottaa käden tekemään halutun liikkeen.
Tekniikan tulevaisuus
On huomattava, että tämä on ensimmäinen kerta, kun aivot, keho ja selkäranka yhdistetään sähköisesti halvaantuneen henkilön liikkeen ja tunteen palauttamiseksi.
Aikaisemmin käytettiin yhden hermoston ohitusmenetelmää, joka myös osoittautui tehokkaaksi. Sen suorittamiseksi aivoihin istutetaan yksi tai useampi mikrosiru, jonka jälkeen loukkaantunut selkäydin ohitetaan kokonaan aktivoiden kohdelihakset välittömästi. Tässä tapauksessa potilas voi kuitenkin liikkua vain ollessaan yhteydessä tietokoneeseen ja usein vain laboratorio-olosuhteissa: normaaliin elämään paluusta ei puhuttu.
Kaksoishermoston ohitustekniikka on edistyneempi. Tutkijat uskovat, että se pakottaa aivot, kehon ja selkäytimen muodostamaan uusia yhteyksiä ohittaen vahingoittuneet alueelle, jotta potilas saa lopulta takaisin menetetyt toiminnot ja voi liikkua ja tuntea ilman yhteyttä tietokone.
Testauksen alkamisen jälkeen Thomasin käsivarren vahvuus on kaksinkertaistunut ja tunne on alkanut palata hänen kyynärvarsiinsa ja ranteisiinsa, vaikka se ei olisi kytketty järjestelmään. Tämä antaa toivoa, että hän voi tulevaisuudessa liikuttaa käsiään ja tuntea kosketuksen ilman apua.
Jossain vaiheessa en edes tiennyt selviäisinkö – ja halusinko. Ja nyt tunnen toisen ihmisen pitelevän kättäni. Se on upeaa. Ainoa asia, jonka haluan, on auttaa muita. Se on jotain, jossa olen aina ollut hyvä. Jos se koskaan auttaa jotakuta toista paremmin kuin minua, se oli sen arvoista.
Keith Thomas
Vapaaehtoinen, jolle tehtiin ensimmäisenä kaksoishermoston ohitusmenettely
Lue myös🧐
- Tutkijat onnistuivat ensimmäistä kertaa yhdistämään ihmisaivot tietokoneeseen ilman johtoja
- Esitelty MouthPad – tietokoneen hiiri, joka työnnetään suuhun
- Ohjaa gadgeteja ajatuksen voimalla. Miten hermorajapinnat syntyivät ja mihin ne nyt pystyvät
Peite: Matthew Libassi / Northwell Healthin Feinstein Institutes for Medical Research