Нови технологии за разчитане на мозъка облекчават парализата
През 2009 година тогавашният американски чиновник на реда Ричард Марш претърпява тежък инсулт, който го оставя изцяло имобилен, единствено че в разбиране - здравословен проблем, фамозен като „ синдром на заключеност ". След малко повече от четири месеца, по някакво предсказание, Марш се възстановява дотолкова, че да е в състояние да излезе от интензивното отделение.
Прекъсване на връзката
Повечето хора със синдрома на заключеност - рядко неврологично заболяване - нямат сходен късмет. Макар и да са в разбиране, пациентите обикновено остават напълно изцяло парализирани и са неспособни да поддържат връзка. Нов изследователски проект може да им предложи известна религия. Наречен, проектът получава финансиране от Европейски Съюз, за да даде алтернатива на хората със синдрома на заключеност да поддържат връзка посредством имплантируем интерфейс мозък-компютър. „ Всъщност устройството е готово, единствено че би трябвало да се извършат задълбочени изпитвания, за да се подсигурява неговата сигурност при имплантиране за непрестанно ", споделя професор Ник Рамзи, невролог в Университетския медицински център на Утрехт, Нидерландия.
„ С това се занимаваме в този миг. " Рамзи координира проекта INTRECOM, почнал през декември 2022 година с продължителност четири години. В целия свят годишно има няколко потвърдени случая на синдрома на заключеност. Той се предизвика от увреждане на мозъчния пън в резултат на инсулт или нервномускулно заболяване, като да вземем за образец амиотрофичната латерална склероза, или АЛС. „ Макар че мозъкът не престава да прави всичко, което се позволява да прави, изпращаните от него сигнали до тялото не идват ", споделя Рамзи.
Окабеляване
Устройството има три детайли: 128 електрода, разположени в мозъка, електроника, която усилва събраните сигнали, и устройство, което комплектува информацията и я предава безжично на компютър. Целият този хардуер би трябвало да бъде миниатюризиран по този метод, че да може да бъде вграден. В противопоставен случай проводниците би трябвало да минават през кожата на пациента, което би породило риск от заразяване „ сходно на автомагистрала за навлизане на бактерии в мозъка ", споделя Рамзи. След изчерпване на изпитванията за сигурност по план устройството би трябвало да бъде вградено на двама пациенти с АЛС. Единият от тях е в Утрехт, а другият - в австрийския град Грац. Целта на откривателите от INTRECOM е да извършат имплантациите през 2024 или при започване на 2025 година
Дешифриране на речта
На идващия етап екипът ще обърне поглед към софтуера: изпитване на алгоритъм за изкуствен интелект за дешифриране на сигналите от мозъка. Изследването на софтуера ще постави провокации, тъй като липсва нужната информация за учредяване на моделите за дешифриране - няма пациенти с вградени 128 електрода. още по тематиката „ Ще ни се наложи да създадем много опити за събирането на данни, за да получим данните, които ще ни бъдат нужни, за да стартираме дешифрирането на дрънканица " - споделя Рамзи. „ Един от методите, по които ще създадем това, е пациентът да чете „ на глас " предложени от нас текстове в съзнанието си - защото не може да приказва, безспорно. " После откривателите могат да започват да маркират данните от мозъка за дилемите на софтуера, защото ще знаят таман какво се опитва да каже пациентът. Екипът ще образова системата първо да схваща нищожен брой команди от пациентите, така че те да могат да избират букви и да изписват думи на екрана. Надеждата е пациентите да започват да поддържат връзка със семействата си няколко месеца след слагане на имплантите. Крайната цел е да се даде алтернатива на пациентите да поддържат връзка по-естествено с помощта на гласов синтезатор. Според упованията на откривателите пациентите ще могат да правят това след към година. Рамзи и неговият екип имат желание да осъществят нов проект за имплантиране на интерфейса мозък-компютър на още 10 души след приключването на INTRECOM през ноември 2026 година
С фокус върху уврежданията на гръбначния стълб
Мозъчните импланти могат да дешифрират с изключение на речеви сигнали и се използват при пациенти, страдащи от загуба на двигателната функционалност в резултат от пострадване на гръбначния мозък, което годишно засяга към 750 000 души. При тези пациенти имплантът е част от система, която заобикаля пострадването на гръбначния стълб, за да свърже още един път невронната интензивност с крайниците по този метод, че те да могат да се използват още един път. Финансиран от Европейски Съюз проект, наречен, се опитва да улесни живота им.
След първичното настройване на интерфейса мозък-машина тези пациенти би трябвало понякога да се връщат в лабораторията за отначало настройване на системата. Те работят с асистент, за да поправят модела, който дешифрира мозъчната им интензивност, досега в който крайниците им не започват да им служат. Проектът NEMO BMI, чиято продължителност е три години - до септември 2025 година, има за цел пропускането на тази стъпка, а периодическите настройки при потребност да се вършат автоматизирано. Проектът също по този начин ще вгради дешифрирането на сигналите от мозъка в силициев чип за независимо ползване вкъщи. „ Възможно е един ден да преминем от следено пренастройване на модела за дешифриране към независими актуализации ", споделя лекар Тетяна Аксенова, координатор на проекта и невроинженер в института за научни изследвания на CEA в Гренобъл, Франция.
Цифров мост
NEMO BMI съставлява продължение на работата, стартирана по за обновяване на подвижността при хора, претърпели пострадване на гръбначния мозък, с помощта на интерфейси мозък-машина. През май 2023 година изследователски екип, участващ в това изпитване, рапортува, че е съумял да изправи на крака и възвърне ходенето на мъж от Нидерландия с тетраплегия. Екипът осъществя това, като възстановява връзката измежду мозъка и гръбначния му мозък, развален в пътнотранспортно произшествие през 2011 година Учените използват „ цифров мост ", който свързва невронната интензивност, разпознавана от мозъчен имплант, с електроди, които подтикват нервите в гръбначния стълб на мъжа. Когато пациентът се опитва да раздвижи краката си, мускулите му към този миг реагират по желания от него способ.
Действие и предпочитание
От своя страна участващите в NEMO BMI откриватели се пробват да открият вероятен сигнал, който показва „ дали действието дава отговор на желанието на пациента ", споделя Аксенова. Като използва този тип сигнализиране от мозъка, тяхната система дефинира дали пациентите са задоволени от постигнатия двигателен контрол, а ако не са - още един път настройва устройството за дешифриране на сигнали, когато е необходимо. Екипът на NEMO BMI работи с трима пациенти. В предварителното проучване при един от тях бе открит приемлив сигнал. „ Сега се опитваме да генерализираме този способ за тримата пациенти при разнородни сюжети ", споделя Аксенова. С предходна колкото да една трета от проекта NEMO BMI и с все още много въпроси без отговор, тя е деликатно оптимистична във връзка с по-нататъшния напредък за оставащите две години от проекта. Изследванията в тази обява са финансирани от Европейски Съюз чрез Европейския съвет по нововъведенията (ЕСИ). Статията е оповестена за пръв път в, списанието за изследвания и нововъведения на Европейски Съюз.
Прекъсване на връзката
Повечето хора със синдрома на заключеност - рядко неврологично заболяване - нямат сходен късмет. Макар и да са в разбиране, пациентите обикновено остават напълно изцяло парализирани и са неспособни да поддържат връзка. Нов изследователски проект може да им предложи известна религия. Наречен, проектът получава финансиране от Европейски Съюз, за да даде алтернатива на хората със синдрома на заключеност да поддържат връзка посредством имплантируем интерфейс мозък-компютър. „ Всъщност устройството е готово, единствено че би трябвало да се извършат задълбочени изпитвания, за да се подсигурява неговата сигурност при имплантиране за непрестанно ", споделя професор Ник Рамзи, невролог в Университетския медицински център на Утрехт, Нидерландия.
„ С това се занимаваме в този миг. " Рамзи координира проекта INTRECOM, почнал през декември 2022 година с продължителност четири години. В целия свят годишно има няколко потвърдени случая на синдрома на заключеност. Той се предизвика от увреждане на мозъчния пън в резултат на инсулт или нервномускулно заболяване, като да вземем за образец амиотрофичната латерална склероза, или АЛС. „ Макар че мозъкът не престава да прави всичко, което се позволява да прави, изпращаните от него сигнали до тялото не идват ", споделя Рамзи.
Окабеляване
Устройството има три детайли: 128 електрода, разположени в мозъка, електроника, която усилва събраните сигнали, и устройство, което комплектува информацията и я предава безжично на компютър. Целият този хардуер би трябвало да бъде миниатюризиран по този метод, че да може да бъде вграден. В противопоставен случай проводниците би трябвало да минават през кожата на пациента, което би породило риск от заразяване „ сходно на автомагистрала за навлизане на бактерии в мозъка ", споделя Рамзи. След изчерпване на изпитванията за сигурност по план устройството би трябвало да бъде вградено на двама пациенти с АЛС. Единият от тях е в Утрехт, а другият - в австрийския град Грац. Целта на откривателите от INTRECOM е да извършат имплантациите през 2024 или при започване на 2025 година
Дешифриране на речта
На идващия етап екипът ще обърне поглед към софтуера: изпитване на алгоритъм за изкуствен интелект за дешифриране на сигналите от мозъка. Изследването на софтуера ще постави провокации, тъй като липсва нужната информация за учредяване на моделите за дешифриране - няма пациенти с вградени 128 електрода. още по тематиката „ Ще ни се наложи да създадем много опити за събирането на данни, за да получим данните, които ще ни бъдат нужни, за да стартираме дешифрирането на дрънканица " - споделя Рамзи. „ Един от методите, по които ще създадем това, е пациентът да чете „ на глас " предложени от нас текстове в съзнанието си - защото не може да приказва, безспорно. " После откривателите могат да започват да маркират данните от мозъка за дилемите на софтуера, защото ще знаят таман какво се опитва да каже пациентът. Екипът ще образова системата първо да схваща нищожен брой команди от пациентите, така че те да могат да избират букви и да изписват думи на екрана. Надеждата е пациентите да започват да поддържат връзка със семействата си няколко месеца след слагане на имплантите. Крайната цел е да се даде алтернатива на пациентите да поддържат връзка по-естествено с помощта на гласов синтезатор. Според упованията на откривателите пациентите ще могат да правят това след към година. Рамзи и неговият екип имат желание да осъществят нов проект за имплантиране на интерфейса мозък-компютър на още 10 души след приключването на INTRECOM през ноември 2026 година
С фокус върху уврежданията на гръбначния стълб
Мозъчните импланти могат да дешифрират с изключение на речеви сигнали и се използват при пациенти, страдащи от загуба на двигателната функционалност в резултат от пострадване на гръбначния мозък, което годишно засяга към 750 000 души. При тези пациенти имплантът е част от система, която заобикаля пострадването на гръбначния стълб, за да свърже още един път невронната интензивност с крайниците по този метод, че те да могат да се използват още един път. Финансиран от Европейски Съюз проект, наречен, се опитва да улесни живота им.
След първичното настройване на интерфейса мозък-машина тези пациенти би трябвало понякога да се връщат в лабораторията за отначало настройване на системата. Те работят с асистент, за да поправят модела, който дешифрира мозъчната им интензивност, досега в който крайниците им не започват да им служат. Проектът NEMO BMI, чиято продължителност е три години - до септември 2025 година, има за цел пропускането на тази стъпка, а периодическите настройки при потребност да се вършат автоматизирано. Проектът също по този начин ще вгради дешифрирането на сигналите от мозъка в силициев чип за независимо ползване вкъщи. „ Възможно е един ден да преминем от следено пренастройване на модела за дешифриране към независими актуализации ", споделя лекар Тетяна Аксенова, координатор на проекта и невроинженер в института за научни изследвания на CEA в Гренобъл, Франция.
Цифров мост
NEMO BMI съставлява продължение на работата, стартирана по за обновяване на подвижността при хора, претърпели пострадване на гръбначния мозък, с помощта на интерфейси мозък-машина. През май 2023 година изследователски екип, участващ в това изпитване, рапортува, че е съумял да изправи на крака и възвърне ходенето на мъж от Нидерландия с тетраплегия. Екипът осъществя това, като възстановява връзката измежду мозъка и гръбначния му мозък, развален в пътнотранспортно произшествие през 2011 година Учените използват „ цифров мост ", който свързва невронната интензивност, разпознавана от мозъчен имплант, с електроди, които подтикват нервите в гръбначния стълб на мъжа. Когато пациентът се опитва да раздвижи краката си, мускулите му към този миг реагират по желания от него способ.
Действие и предпочитание
От своя страна участващите в NEMO BMI откриватели се пробват да открият вероятен сигнал, който показва „ дали действието дава отговор на желанието на пациента ", споделя Аксенова. Като използва този тип сигнализиране от мозъка, тяхната система дефинира дали пациентите са задоволени от постигнатия двигателен контрол, а ако не са - още един път настройва устройството за дешифриране на сигнали, когато е необходимо. Екипът на NEMO BMI работи с трима пациенти. В предварителното проучване при един от тях бе открит приемлив сигнал. „ Сега се опитваме да генерализираме този способ за тримата пациенти при разнородни сюжети ", споделя Аксенова. С предходна колкото да една трета от проекта NEMO BMI и с все още много въпроси без отговор, тя е деликатно оптимистична във връзка с по-нататъшния напредък за оставащите две години от проекта. Изследванията в тази обява са финансирани от Европейски Съюз чрез Европейския съвет по нововъведенията (ЕСИ). Статията е оповестена за пръв път в, списанието за изследвания и нововъведения на Европейски Съюз.
Източник: cross.bg
КОМЕНТАРИ