Poprzez stymulowanie pewnego regionu mózgu niewielkim zestawem elektrod naukowcy z Caltech przywrócili zmysł dotyku i możliwość ruchu w dłoniach i rękach sparaliżowanego mężczyzny.
O sukcesie badaczy z California Institute of Technology napisał magazyn „eLife”. Przywrócenie zmysłu dotyku i możliwości ruchu udało się przy pomocy umieszczonych w korze somatosensorycznej mózgu elektrod.
Kora somatosensoryczna to region mózgu, które reguluje wrażenia cielesne, zarówno wrażenia odczuwania położenia ciała w przestrzeni czy ruchu, jak i odczucia skórne - odczucia nacisku, wibracji, dotyku i tym podobne. Wcześniejsze implanty nerwowe celowane w te obszary mózgu powodowały głównie odczucia przypominające mrowienie lub dreszcze. Jednak nowe urządzenie jest w stanie wywołać o wiele bardziej naturalne wrażenie podobne do odczuć doświadczanych przez pacjenta przed urazem.
Pacjent został sparaliżowany od ramion w dół trzy lata temu po urazie rdzenia kręgowego. Naukowcy wszczepili mu w rejon kory czuciowej dwa małe zestawy elektrod. Poprzez pobudzanie neuronów bardzo małymi impulsami elektrycznymi zdołali przywrócić pacjentowi zmysł dotyku. Sparaliżowany przyznał, że czuł szczypanie i ściskanie, także ruch, które różniły się intensywnością i położeniem w zależności od częstotliwości, amplitudy i lokalizacji stymulacji. To pierwszy raz, gdy takie naturalne odczucia zostały wywołane przez stymulację nerwową.
- To było całkiem interesujące - ocenił uczestnik badania. – Odczuwałem szczypanie, ściskanie, ruchy itp. Mam nadzieję, że pomoże to komuś w przyszłości – dodał.
Chociaż różne rodzaje stymulacji rzeczywiście wywoływały różne odczucia, kody neuronowe rządzące określonymi odczuciami fizycznymi są nadal niejasne. W przyszłości naukowcy będą chcieli dokładnie ustalić miejsca, w których należałoby umieszczać elektrody i stymulować mózg w celu wywoływania określonych uczuć. To coś na kształt stworzenia swego rodzaju słownika stymulacji i odpowiadających im odczuć.
Kolejnym ważnym krokiem będzie zintegrowanie technologii z istniejącą protezą nerwową. Badacze już kilka lat temu opracowali interfejs pozwalający na bezpośredni kontakt mózgu z urządzeniem zewnętrznym – np. z protezą ręki. W ten sposób sparaliżowany mężczyzna był w stanie wykorzystać protezę, by wyciągnąć rękę, chwycić filiżankę i przynieść ją do ust, aby samodzielnie się napić. Połączenie urządzenia z korą somatosensoryczną doprowadziłoby do powstania dwukierunkowych interfejsów, które pozwoliłyby odczuwać zmysł dotyku sparaliżowanym osobom.
- Obecnie jedynym sprzężeniem dostępnym dla protez nerwowych jest wzrok, co oznacza, że uczestnicy mogą obserwować kontrolowane przez mózg działanie automatycznych kończyn, aby dokonać korekty ruchu. Jednak, gdy obiekt zostanie już uchwycony, istotne jest również posiadanie informacji czuciowych, aby zręcznie nim manipulować. Doświadczenia somatosensoryczne wywołane stymulacją mają potencjalną dodatkową zaletę tworzenia wrażenia personifikacji - na przykład uczestnik może z czasem poczuć, że robotyczna kończyna jest częścią jego ciała – wyjaśnił profesor Richard Andersen, szef T&C Chen Brain-Machine Interface Center, gdzie dokonano badań.
Źródło: California Institute of Technology, fot. Andersen laboratory
