Matthew Libassi/Northwell Health's Feinstein Institutes for Medical

Je jasné, že pokrok v bioinžinierstve neustále napreduje, čo nám otvára nové a nové možnosti. Prepojenie ľudského mozgu s počítačmi je jednou z najväčších výziev súčasnosti. Na takýchto technológiách pracujú viaceré vedecké tímy, ale i vizionári ako Elon Musk, ktorý predstavil prototyp mozgového implantátu Neuralink.

Dôkazom významného pokroku je nové zariadenie vedcov z Feinstein Institute for Medical Research at Northwell Health, ktoré vďaka kombinácii mozgového implantátu, umelej inteligencie a elektrickej stimulácie dokázalo obnoviť cit a pohyb v rukách kvadruplegického muža.

Double neural bypass: Man living with paralysis has feeling, lasting movement restored in arm & hand

Pacientom je Keith Thomas (45), ktorého život navždy zmenila nešťastná udalosti pri potápaní v bazéne 18. júla 2020. Odvtedy je Thomas ochrnutý od hrudníku smerom nadol (pri potápaní utrpel zranenie v oblasti stavcov C4 a C5).

Obklopený bielymi stenami a monotónnym zvukom prístrojov ležal Keith v nemocnici viac ako pol roka. Nádej na lepšie zajtrajšky priniesla až možnosť zúčastniť sa klinického testovania pod vedením Chada Boutona z Inštitútu bioelektronickej medicíny.

Zázrak medicíny

Dosiahnuť tento „zázrak“ medicíny sa podarilo prostredníctvom tzv. „dvojitého neurálneho bypassu“ (double neural bypass). Pred implantovaním samotného zariadenia pacient podstúpil funkčnú magnetickú rezonanciu (fMRI), ktorá slúžila na komplexné zmapovanie jeho mozgu.

Po tomto kroku nasledovala dlhá 15-hodinová operácia, pri ktorej lekári implantovali zariadenie do mozgu. Navyše, tento zákrok vyžadoval, aby bol pacient pri vedomí a mohol chirurgom poskytovať spätnú väzbu, uvádza portál NewAtlas.

„Pretože sme mali (fMRI) snímky pána Thomasa a on sa s nami rozprával počas časti svojej operácie, presne sme vedeli, kam musíme mozgové implantáty umiestniť,“ uviedol chirurg Ashesh Mehta. „Vložili sme dva čipy do oblasti zodpovednej za pohyb a ďalšie tri do časti mozgu zodpovednej za dotyk a cit v prstoch,“ dodáva.

Následne bol pán Thomas prevezený do laboratória kde sa cez dva porty vyčnievajúce z jeho hlavy vedci pripojili k počítaču s umelou inteligenciou slúžiacou na čítanie, interpretáciu a premenu myšlienok na činy (tzv. „thought-driven therapy“), ktorá je základom tohto „dvojitého neurálneho bypassu“.

Keď potom začal Keith premýšľať nad zovretím svojej päste, elektrické signály vysielané jeho mozgom dostali do počítača, ktorý ich dekódoval. Následne počítač zaslal signály do flexibilných, neinvazívnych elektródových náplastí umiestnených na jeho chrbtici a predlaktí, čo spôsobilo pohyb ruky.

Okrem toho, senzory na končekoch prstov a na dlani posielajú informácie o dotyku a tlaku späť do mozgu, ktorý tieto informácie zaznamená ako vnem.

„Je to prvýkrát, čo sa mozog, telo a miecha elektronicky prepojili u paralyzovaného človeka, aby sa obnovil trvalý pohyb a pocity,“ uviedol Bouton.

Od začiatku pokusu sa Keithova sila paží zdvojnásobila a začal mať cit na predlaktí a zápästí, aj keď nie je pripojený k uvedenému systému. Prínos tejto technológie však spočíva najmä v tom, že spôsobuje, aby mozog, telo a miecha v konečnom dôsledku vytvárali úplne nové cesty a naučili sa prostredníctvom nich komunikovať.