Tehnologia Interfetei Creier-Computer Restabilește Senzația în Mâna unei Persoane cu Leziune a Cordului Spinal

O echipă de cercetători de la Battelle și Centrul Medical Wexner al Universității de Stat Ohio raportează că, prin utilizarea tehnologiei Interfetei Creier-Computer, au reușit să restaureze senzația în mâna unei persoane cu o leziune gravă a cordului spinal. Acest progres vine în timp ce cercetătorii din întreaga lume lucrează la tehnologii capabile să restaureze funcția membrelor la persoanele paralizate prin leziuni sau boli. 

Cercetarea a fost publicată în revista Cell pe 23 aprilie. 

Reacție Senzorială Artificială

Noua tehnologie se bazează pe utilizarea unor semnale neurale minuscule imperceptibile, care sunt îmbunătățite prin reacție senzorială artificială, care este trimisă înapoi la individ. Această metodă conduce la o creștere semnificativă a funcției motorii. 

Patrick Ganzer este autorul principal și cercetător științific principal la Battelle. 

“Luăm evenimente tactile subperceptuale și le amplificăm în percepție conștientă,” spune Ganzer. “Când am făcut acest lucru, am văzut mai multe îmbunătățiri funcționale. A fost un moment mare de eureka atunci când am restabilit pentru prima dată senzația de atingere a participantului.”

Participantul

Participantul a fost un bărbat de 28 de ani care a fost implicat într-un accident de conducere în 2010, care a rezultat într-o leziune gravă a cordului spinal. Participantul, al cărui nume este Ian Burkhart, a fost implicat într-un proiect numit NeuroLife din 2014, pentru a-și restabili funcția brațului drept. 

Dispozitivul nou dezvoltat utilizează un sistem de electrozi care sunt plasați pe piele și un mic cip de calculator implantat în cortexul motor. Există fire care direcționează semnalele de mișcare de la creier la mușchi, permițând ocolirea leziunii cordului spinal. Cu dispozitivul, Burkhart poate controla brațul și efectua acțiuni precum ridicarea unei cești de cafea, trecerea unui card de credit și jocuri video care necesită utilizarea mâinilor și brațelor. 

“Până acum, uneori Ian s-a simțit ca și cum mâna lui ar fi fost străină din cauza lipsei de reacție senzorială,” spune Ganzer. “El are, de asemenea, dificultăți în controlul mâinii sale, cu excepția cazului în care își urmărește mișcările îndeaproape. Acest lucru necesită o concentrare mare și face ca multitasking-ul simplu, cum ar fi băutul unei sodă în timp ce se uită la televizor, să fie aproape imposibil.”

Oricând cercetătorii au stimulat pielea lui, nu a existat nicio senzație, dar un semnal neural a fost încă prezent în creierul lui. Problema a fost că semnalul neural a fost atât de mic încât nu a putut fi perceput. Cercetătorii au reușit să amplifice semnalul astfel încât creierul să poată răspunde. 

Prin utilizarea reacției senzoriale haptice, semnalele tactile subperceptuale au fost trimise înapoi lui Burkhart în mod artificial, permițându-i să le perceapă. 

Cu noua metodă, Burkhart a putut detecta lucruri doar prin atingere. O altă descoperire a fost că sistemul este primul BCI care permite restaurarea mișcării și a atingerii în același timp, oferind un sentiment mai mare de control. În cele din urmă, metoda permite sistemului BCI să simtă cantitatea potrivită de presiune pentru manipularea unui obiect. 

Echipa de cercetători dorește să creeze un sistem BCI care poate fi utilizat acasă. O manșetă de următoare generație este în prezent în curs de dezvoltare, care conține electrozi și senzori care pot fi puși și scoși. Ei lucrează, de asemenea, la un sistem care poate fi controlat de o tabletă în loc de un computer. 

“A fost uimitor să văd posibilitățile informațiilor senzoriale care provin de la un dispozitiv care a fost creat inițial pentru a-mi permite să controlez mâna mea într-o direcție unică,” spune Burkhart.