Nakon eksperimentalnog implantata u mozak ponovo osjeća dodir i može uhvatiti predmete

Čovjek koji je prije šest godina, nakon nesreće pri skoku u vodu, ostao paralizovan od vrata naniže ponovo može osjetiti dodir i sam uhvatiti predmet. Rezultati eksperimentalnog liječenja pomoću moždanog implantata objavljeni su 16. jula u časopisu Nature Medicine i predstavljaju značajan pomak u razvoju sučelja između mozga i računara.

Keith Thomas (48) zadržao je i sposobnost osjeta dodira i sposobnost hvatanja predmeta mjesecima nakon što je sistem isključen. To upućuje na mogućnost da je tehnologija promijenila veze u njegovom nervnom sistemu podsticanjem neuroplastičnosti.

„Sve smo potpuno isključili, na mnogo mjeseci, a on je ipak zadržao ta poboljšanja“, izjavio je za New Scientist koautor studije Chad Bouton, neuronaučnik s Feinstein Institutes for Medical Research u New Yorku, dodajući da je to nešto nezapamćeno.

Kako sistem funkcioniše

Thomas je 2023. godine, u okviru kliničkog ispitivanja, prošao operaciju dvostrukog neuralnog premoštenja. Bouton i njegove kolege ugradili su mu pet nizova elektroda, koje mjere i isporučuju električne impulse, u motorni i senzorni korteks mozga. Dodatne stimulacijske obloge postavljene su iznad kičmene moždine i na podlakticu.

Kada bi Thomas pokušao pomjeriti šaku ili ruku, ugrađene elektrode bilježile su odgovarajuću moždanu aktivnost. Algoritam mašinskog učenja tu je aktivnost dekodirao i pretvarao u električne signale koji su podsticali pokret koji je pacijent namjeravao izvesti. Istovremeno su senzori pritiska, ugrađeni u ortozu izrađenu 3D štampom po mjeri, mjerili pritisak tokom hvatanja i pokretali obrasce električne stimulacije u senzornom korteksu, čime se stvarao osjećaj dodira. Algoritam je moždane signale tumačio s tačnošću od 85 posto.

Nakon 35 sedmica korištenja sistema, snaga se povećala za 86 posto u njegovoj desnoj i 62 posto u lijevoj ruci. Thomas je za STAT rekao da mu je studija dramatično promijenila život — sada može pomaziti svog psa, a ponekad se i sam nahraniti te obrisati lice i usta.

„Kortikalno preslikavanje“

Istraživači su razvili i tehniku nazvanu „kortikalno preslikavanje“ kako bi vratili osjećaj u šakama. Prvo su snimili Thomasovu moždanu aktivnost dok je zamišljao da ga neko dodiruje, a zatim su te signale ponovo stvarali električnom stimulacijom senzornog korteksa, uz istovremenu stimulaciju kičmene moždine i kože.

Nakon otprilike 25 sedmica takve terapije, usmjerene na desni ručni zglob, Thomas je ponovo počeo osjećati dodir na području koje je ranije bilo potpuno neosjetljivo. U 87 posto slučajeva uspijevao je uzeti i podići prazne ljuske jajeta a da ih ne slomi, čak i kada je bio povezanih očiju.

Napredak se, prema Boutonu, zadržao. U saopštenju je naveo da je nedavno praćenje pokazalo da su ta poboljšanja i dalje prisutna nakon više od dvije godine, te da je to izuzetno ohrabrujuće.

Stručnjaci pozivaju na oprez

Iako nalazi nude nadu milionima ljudi širom svijeta koji žive s povredom kičmene moždine, stručnjaci upozoravaju da nije jasno kako bi se rezultati ponovili kod drugih pacijenata. John Downey, neuronaučnik s Univerziteta u Chicagu koji nije učestvovao u istraživanju, kazao je za STAT da je Thomas samo jedna osoba, a složenost postupka otežava utvrđivanje šta je tačno izazvalo koji efekat.

David McGonigle, neuronaučnik s Univerziteta u Cardiffu koji također nije bio uključen u rad, ocijenio je za Financial Times da je studija „korak prema budućem radu, a ne cilj sam po sebi“. Naznake prilagođavanja nervnog sistema nazvao je intrigantnim, uz napomenu da još nisu dokazane, dok je poboljšanja u pokretljivosti opisao kao posebno impresivna. Prava vrijednost studije, kako je rekao, leži u tome što učesnik sada može obavljati svakodnevne zadatke koji nešto znače, poput samostalnog hranjenja i rukovanja osjetljivim predmetima.