Интерфейси мозък-машина предлагат надежда за мозъчни наранявания, зрение

Сред невролозите терминът „интерфейси мозък-машина“ е горещ от известно време.

Възникваща област, тя описва усилията да се използва това, което е известно за това как мозъкът обработва и пакетира информация, за да се разработят машини или устройства, които помагат на хората да възстановят функцията си след нараняване или заболяване.

Помислете: Вашият мозък сам може да контролира курсора на компютър.

Това не е толкова научно-фантастично, колкото звучи. По време на Neuroscience 2010 в Сан Диего тази седмица, на годишната среща на Обществото за неврология, изследователите докладваха как интерфейсите между мозъка и машината позволяват мозъчен контрол на курсорите, ускорявайки възстановяването на ръчния контрол при пациенти с инсулт и предлагайки надежда за възстановяване на зрението след увреждане на ретината.

Само за 6 минути участниците в едно проучване научиха как да преместват курсора на екрана само с мислите си, каза д-р Анна Роуз Чайлдрес, изследовател в Медицинския факултет на Университета в Пенсилвания.

Ето как: Участниците бяха във функционален скенер за ядрено-магнитен резонанс, който регистрира кръвния поток в активните области на мозъка. Други изследвания предполагат, че когато хората получават обратна връзка за тези мозъчни сигнали, те могат да получат контрол над тях.

Докато участниците лежаха в скенера, компютрите се научиха да откриват два мозъчни модела, изложени от доброволците. В едната участниците бяха помолени да помислят за удряне на тенис топка, а в другата да си представят преместването от една стая в друга.

След това повториха мисловните модели и преместиха екранен курсор, свързан с мозъчната им активност.

"Всяка мисъл е свързана с активност в определена мозъчна част", каза Чайлдрес. Тенис топката представляваше повтаряща се активност на ръцете, а преместването от стая в стая представляваше пространствена навигация.

Всичките 14 субекта след краткото обучение успяха да преместят курсора с мислите си.

В други изследвания комбинацията от мозъчна стимулация и физическа терапия ускорява възстановяването на контрола на ръцете при пациенти с инсулт, казва д-р Сатоко Коганемару, изследовател от университета в Киото, Япония.

„Инсултът води до необичайно повишено мускулно напрежение плюс мускулна слабост“, каза тя.

Тя е прилагала транскраниална магнитна стимулация, неинвазивна техника, понякога използвана за лечение на депресия, на 9 пациенти с инсулт. Той се прилага върху страната на мозъка, която е била повредена от инсулта, в областта, свързана с моторния контрол.

Пациентите също направиха „двигателна практика“, свивайки и освобождавайки мускулите на пръстите и китките си.

Комбинираната терапия продължава два пъти седмично в продължение на 6 седмици.

Koganemaru показа видео на един пациент. „Открихме, че пациентът може да движи китката и ръката в по-широк диапазон“, каза тя. Пациентът също имаше по-силен захват, каза тя.

Три месеца по-късно подобренията бяха запазени. Защо? „Чрез практика и мозъчна стимулация мозъкът се адаптира“, каза Коганемару, „което прави по-добър контрол върху мускула.“

За хората, които имат дегенеративно заболяване на ретината, изглежда, че нова изкуствена ретина може да възстанови по-нормално зрение от съществуващите протези на ретината, каза д-р Шийла Ниренберг, изследовател в Медицинския колеж Weill Cornell в Ню Йорк.

„Нищо близко до нормалното зрение не е възможно“, каза тя. Други устройства са фокусирани върху увеличаването на броя на клетките, които се активират отново в увредената ретина, каза тя. Новото устройство надхвърля това. „Разработихме протеза на ретината, която включва невронния код на ретината.“

Ниренберг каза, че не е достатъчно просто да стимулира клетките, а е изключително важно да ги стимулира с правилния код - кодът, който ретината изпраща на мозъка, който преобразува картини в сигнали, които мозъкът може да разбере.

В новото устройство енкодер взема изображението и го преобразува в код, използван от ганглийните клетки, които получават визуалната информация отвън. След това датчикът „гари“ ганглиозните клетки според кода. Резултатът е по-естествен образ, а не само възприемането на петна и ръбове.

Новото устройство реконструира лица, пейзажи и дори вестникарска хартия, каза Ниренберг.

„Това повишава производителността на системата до почти нормални нива“, каза тя. Досега системата е тествана само върху животни, но Ниренберг планира скоро проучвания върху хора.

Източник: Общество за неврология