Apstiprināts pirmais smadzeņu implants, kas atjauno roku kustības pēc paralīzes

Šī  ir pirmā šāda veida tehnoloģija pasaulē, kas būs pieejama ārpus klīniskajiem pētījumiem. To izrakstīs pacientiem vecumā no 18 līdz 60 gadiem, kuri cieš no pilnīgas ekstremitāšu paralīzes kakla muguras smadzeņu traumu dēļ. Ierīci izstrādājis Šanhajas uzņēmums "Neuracle Medical Technology, un tā ir saņēmusi oficiālu apstiprinājumu no Nacionālās Medicīnas ierīču asociācijas.

Tehnoloģijas darbības pamatā ir smadzeņu un datora savienojums. Astoņi elektrodi reģistrē elektrisko aktivitāti, kad cilvēks iztēlojas rokas kustību, pēc tam signāli tiek nosūtīti uz datoru, kas tos atšifrē un izmanto, lai dotu komandas eksoskeletam, kas uzlikts uz paralizētās rokas, veikt nepieciešamās kustības.

Kā skaidro doktore Karolina Armonaitė no Kauņas Tehnoloģiju universitātes Matemātikas un dabaszinātņu fakultātes, smadzenes sastāv no nervu šūnām – neironiem –, kuriem raksturīga elektriskā aktivitāte un kuri savstarpēji sazinās, pārraidot signālus sarežģītos neironu tīklos.

Šie signāli nav nejauši, tie kodē, atspoguļo un nodod informāciju par mūsu sajūtām, nodomiem un darbībām. Informācija smadzenēs nonāk caur maņām – redzi, dzirdi, ožu vai tausti –, un pēc tam tiek apstrādāta un uzglabāta neironu savienojumu līmenī.

"Kustību prasmes darbojas līdzīgi. Kustības, kas šķiet vienkāršas, piemēram, staigāšana vai ēšana, patiesībā ir sarežģīts process, ko apgūstam visas dzīves laikā. Šīs spējas tiek "iekodētas" neironu tīklos, kas koordinē mūsu nodomu, pašu kustību un muskuļu darbību," skaidro zinātniece.

Ja šie tīkli vai savienojumi starp smadzenēm un ķermeni tiek bojāti, piemēram, traumas vai insulta dēļ, var tikt zaudētas kustību vai citas funkcijas. Šādos gadījumos var izmantot tādas tehnoloģijas kā šī.

"Ierīce ļauj reģistrēt smadzeņu elektrisko aktivitāti. Signāls pēc tam tiek nosūtīts uz datoru apstrādei un interpretācijai. Šo informāciju var izmantot, lai vadītu ārējas ierīces, piemēram, datora peles kursoru vai robotizētu ekstremitāti. Tas nozīmē, ka neironu radītais signāls tiek pārvērsts vadības komandās," skaidro K. Armonaitė.

Apsteidzis konkurentus

Ķīnas "NEO" ir apsteidzis "Neuralink", kas vēl nav saņēmis klīnisku apstiprinājumu saviem produktiem. Tomēr abu uzņēmumu implanti būtiski atšķiras.

Monētas izmēra NEO ierīce ir minimāli invazīva, tā tiek nostiprināta galvaskausā, bet elektrodi netiek ievietoti pašās smadzenēs, bet gan uz to virsmas vienā galvas pusē.

"Tam ir savi plusi un mīnusi – ierīce nolasa mazāk informācijas, bet arī riski, piemēram, iekaisumi vai atgrūšana, ir mazāki," norāda profesors Aids Alaburda no Viļņas Universitātes Dzīvības zinātņu centra.

Savukārt "Neuralink" implanti prasa operāciju, kuras laikā tiek atvērts galvaskauss, kas rada infekcijas, asiņošanas vai audu bojājumu riskus. Turklāt laika gaitā ap elektrodiem var veidoties rētaudi, kas samazina signāla kvalitāti.

"Neuralink" izmanto ļoti plānus elektrodu pavedienus, kas tiek ievietoti tieši smadzeņu audos, nodrošinot augstāku precizitāti, bet palielinot riskus un ilgtermiņa uzticamības problēmas.

Ķīnā apstiprinātais implants galvenokārt fokusējas uz rehabilitāciju un kustību atjaunošanu, savukārt Neuralink mērķis ir augstas izšķirtspējas smadzeņu signālu nolasīšana un dažādu tehnoloģiju vadība. Abas tehnoloģijas izmanto bezvadu savienojumu, kas ļauj pacientiem tās izmantot brīvāk.

Pirmie rezultāti

Pētījumā konstatēts, ka pacients ar pilnīgu paralīzi pēc deviņu mēnešu lietošanas spēja ēst un dzert ar labo roku, kā arī uzlabojās satveršanas un kustību spējas.

Tomēr zinātnieki uzsver, ka tas ir agrīns rezultāts, jo pētījumā piedalījās tikai viens pacients. "Tas ir svarīgs solis, bet vēl nepieciešami plašāki pētījumi," norāda K. Armonaitė.

Ne visiem darbojas vienādi

Ierīces efektivitāte pacientiem atšķiras. Lai sistēma darbotos, cilvēkam jāspēj skaidri iztēloties kustību. Tāpat nozīme ir paralīzes cēlonim, ja bojājums ir muguras smadzenēs, tehnoloģija var būt daudzsološa, bet ja smadzenēs, rezultāti var būt vājāki.

Iespējas nākotnē

Lai gan nākotnē potenciāls ir liels, pilnīga kustību atjaunošana pagaidām nav iespējama. Zinātnieki uzskata, ka mazāk invazīvas tehnoloģijas nākotnē varētu būt plašāk pielietojamas.

Jau tagad dažos gadījumos pacienti ar sarežģītām sistēmām spēj pat piecelties vai spert soļus. Piemēram, dziļā smadzeņu stimulācija tiek izmantota Parkinsona slimības simptomu mazināšanai.