Ramię poruszane myślą

Dzięki układowi wszczepionemu w mózg sparaliżowany pacjent może sterować sztuczną dłonią

Publikacja: 14.02.2013 22:27

Dla Tima Hemmesa to prawdziwa rewolucja. Jest sparaliżowany od szyi w dół. To skutek wypadku motocyklowego, któremu uległ siedem lat temu. Nie jest samodzielny – 30-letni mężczyzna musi korzystać z pomocy innych przy najprostszych czynnościach.

Teraz Hemmes trafił pod opiekę specjalistów z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Pittsburghu. Prowadzą oni badania nad interfejsem mózg-maszyna. Czyli urządzeniem, które może przekładać myśli na elektryczne impulsy zrozumiałe dla komputera. A ten może sterować zrobotyzowanymi kończynami.

Wszczepiona w mózg siatka elektrod na początku pozwalała sterować kulką w trzech wymiarach na komputerowym ekranie. W taki sposób Tim Hemmes uczył się „nowych ruchów". Później przypięto mu ramię robota. Pierwszy raz od wypadku mógł dotknąć dłoni przyjaciółki.

Naukowcy są zachwyceni postępami pacjenta. – Kiedy Tim przybił mi piątkę swoim zrobotyzowanym ramieniem, zrozumiałem, że dysponujemy technologią, która umożliwi większą samodzielność sparaliżowanych pacjentów – wspomina dr Wei Wang z uniwersyteckiego Wydziału Medycyny i Rehabilitacji. – Chcemy dotrzymać słowa, które wtedy mu daliśmy.

Prace nad odczytywaniem zamiarów wyrażonych wyłącznie w myślach i przekładaniem ich na ruchy sztucznej ręki trwają od 2008 roku. Wtedy dr Andrew Schwartz zademonstrował urządzenie interpretujące sygnały z mózgu zwierzęcia. Małpa tak dobrze radziła sobie z ramieniem robota (jej własne kończyny unieruchomiono), że bez trudu łapała smakołyki i wkładała sobie je do pyszczka. Film z tych eksperymentów wzbudził kontrowersje, jednak już wtedy badacze zapowiadali, że robią to, aby pomóc sparaliżowanym.

Teraz widać, że ich plany nabierają realnego kształtu. Obok Tima Hemmesa w podobnym eksperymencie bierze udział również 53-letnia Jan Scheuermann. Od 13 lat cierpi na jedną z form ataksji rdzeniowo-móżdżkowej. Choroba stopniowo odbierała jej władze nad nogami i ramionami, obecnie nie może się samodzielnie poruszać i tak jak Hemmes musi korzystać z pomocy innych.

Urządzenia wszczepiane pacjentom różnią się między sobą – testują dwa odmienne systemy przechwytywania myśli. Scheuermann otrzymała dwie matryce z 96 mikroelektrodami. Od razu podłączono ją do zrobotyzowanego ramienia. Specjalne oprogramowania komputerowe śledzi aktywność ok. 200 neuronów.

Trening korzystania z maszyny trwał trzy miesiące. Efekty były fantastyczne. „Koordynacja, szybkość i zręczność była zbliżona do tych, które osiąga pełnosprawna osoba" – opisywali naukowcy.

Również efekty treningu Tima Hemmesa (wszczepiono mu 28 elektrod) są zaskakująco dobre. Sprawę opisuje najnowsze wydanie magazynu „PLoS One". Najpierw badacze za pomocą rezonansu magnetycznego sprawdzili, który region mózgu wzbudza się, gdy pacjent myśli o poruszaniu prawą ręką. Następnie wszczepili tam siatkę elektrod. Na początku mężczyzna mógł sterować kulką na ekranie komputera. Gdy już to opanował, przewody poprowadzono od czaszki, pod skórą, do klatki piersiowej, a tam przypięto do mechanizmu ręki. Po trzech tygodniach ćwiczeń całkowicie sparaliżowany pacjent zyskał samodzielność.

Dla Tima Hemmesa to prawdziwa rewolucja. Jest sparaliżowany od szyi w dół. To skutek wypadku motocyklowego, któremu uległ siedem lat temu. Nie jest samodzielny – 30-letni mężczyzna musi korzystać z pomocy innych przy najprostszych czynnościach.

Teraz Hemmes trafił pod opiekę specjalistów z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Pittsburghu. Prowadzą oni badania nad interfejsem mózg-maszyna. Czyli urządzeniem, które może przekładać myśli na elektryczne impulsy zrozumiałe dla komputera. A ten może sterować zrobotyzowanymi kończynami.

Pozostało jeszcze 83% artykułu
Nauka
Kwietniowa pełnia już wkrótce. Kiedy Różowy Księżyc rozświetli niebo?
Materiał Partnera
Roman jest przełomowy. W kosmiczną misję zaangażowani są Polacy. Co i jak będą badać?
Nauka
Rewolucyjne odkrycie biologów. Bonobo porozumiewają się w sposób podobny do ludzi?
Nauka
Wilki straszne zostały wskrzeszone? Niezwykły eksperyment z wymarłym gatunkiem
Materiał Partnera
Konieczność transformacji energetycznej i rola samorządów
Materiał Partnera
Sąsiedzi-turyści. Czy Warszawa powinna ograniczyć najem krótkoterminowy?