Лечение паралича

12.06.23. Парализованный человек научился снова ходить с помощью нейроинтерфейса



Нейробиологи и нейрохирурги из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии и Университета Гренобль-Альпы во Франции с помощью нейроинтерфейса восстановили способность ходить у человека, парализованного после травмы позвоночника. Устройство преобразует мысли в двигательные сигналы. В черепе пациента с двух сторон над областями мозга, участвующими в контроле движений, были вырезаны круглые отверстия диаметром около 5 см. В них вставили два дискообразных имплантата, которые улавливают и передают по беспроводной связи мозговые сигналы на два датчика, прикрепленных к шлему. Исследователи разработали алгоритм, который переводит эти сигналы в инструкции по движению мышц ног и ступней с помощью второго имплантата, соединенного со спинным мозгом. Исследователям удалось соединить этот имплант с нервными окончаниям, связанным с ходьбой.


2022. Создан первый в мире спинномозговой имплант для лечения паралича



Исследователям из Центра регенеративной биотехнологии Сагол при Тель-Авивском университете (Израиль) удалось впервые в истории восстановить двигательные возможности у мышек с длительным хроническим параличом. Они использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) из жировой ткани живота и при помощи генной инженерии перепрограммировали их в стволовые клетки, которые затем превратили в нейроны спинного мозга. Также, они разработали методику создания специального персонализированного гидрогеля на основе все того же образца, взятого из жировой ткани. Созданный таким образом гидрогель не вызывает отторжения при трансплантации и вдобавок образует идеальную среду для формирования трехмерной нейронной сети, содержащей двигательные нейроны. Авторы работы надеются выйти на стадию клинических испытаний на людях в течение следующих нескольких лет.

2020. ARM создает мозговой имплант для парализованных людей



Оказывается, британский гигант цифровой электроники ARM (который разрабатывает чипы для всех смартфонов), активно занимается и медицинским направлением. В частности, совместно с Университетом штата Вашингтон, ARM разрабатывает мозговой имплант, который будет вживляться людям с повреждениями головного или спинного мозга. Он призван дать парализованным людям возможность не только полноценно двигать конечностями, но получать от них информацию. Так, чип позволит вновь чувствовать поверхность предметов и их температуру. Чип будет обмениваться данными со стимулятором, подключенным к спинному мозгу


2019. Synchron создает эндоваскулярный нейроимплант


На первый взгляд, для того, чтобы реализовать интерфейс мозг-компьютер (например, для парализованного человека) - необходимо сверлить дырку в черепе. А это - инвазивная и необратимая операция. Австралийский стартап Synchron придумал вставлять нейроимплант в мозг через крупную (базилярную) артерию. Имплант представляет собой эндоваскулярный стент, который закрепляется на стенках сосуда и содержит датчики, которые улавливают электромагнитную активность мозга во многих точках. Сигналы поступают в приемопередатчик, имплантированный в области груди, потом на компьютер, где расшифровываются с помощью ИИ. Девайс уже имплантировали первому пациенту, но пока неизвестно, насколько успешно.


2019. Intel хочет создать нейрочип для травмированного спинного мозга



Компания Intel (совместно с Брауновским университетом) запустила двухлетний проект по созданию имплантируемого микрочипа, который позволит парализованным людям восстановить движение конечностей и контроль над мочевым пузырем после травм позвоночника. На первый взгляд, при травме спинного мозга - задача врачей - соединить оборванные нервные волокна. И зачем там нужен микропроцессор Intel? На самом деле в спинном мозге такое огромное количество нервных волокон, что соединить их пока не реально. Речь может идти только о распознавании общих паттернов нервной активности в спинном мозге, которые соответствуют основным движениям и командам (например, мочевому пузырю). Так вот для распознавания этих паттернов и нужен очень-очень сложный чип с нейросетью, который Intel хочет создать. На первых этапах имплант будут использовать для декодирования импульсов внешнюю компьютерную систему. Однако в дальнейшем он станет полностью автономным.


2019. Неинвазивный нейроинтерфейс позволяет снова ходить парализованным людям


При тяжелых травмах позвоночника и заболеваниях спинного мозга восстановить способность ходить может только очень сложная и опасная нейрохирургия. Мы также рассказывали о новых имплантах, позволяющих проводить сигналы в обход поврежденного участка спинного мозга. Однако, их установка - тоже сложна и опасна. Исследователи из Walk Again Project придумали более простой способ вернуть мобильность парализованным людям - с помощью расшифровки сигналов обычной ЭЭГ-шапочки, которая используется для диагностики мозга. На видео пациент представляет себе, что делает шаг ногой, шапочка фиксирует определенный паттерн активности мозга и передает сигнал на (опять же неинвазивные) внешние электростимуляторы, которые сокращают нужные мышцы, и нога делает шаг.


2018. Видео: Умное инвалидное кресло управляется мимикой лица


При некоторых болезнях и травмах позвоночника, единственным движением, подконтрольным человеку, остается мимика лица. При этом, очень важно, чтобы у больного была возможность хоть как-то управлять своим окружением (ради психического здоровья). Мы уже рассказывали о компьютерах, позволяющих управлять курсором с помощью голоса или движения глаз. А теперь, появилась возможность и перемещаться в пространстве. Бразильский стартап Hoobox Robotics оборудовал инвалидное кресло 3D-камерой Intel RealSense, и научил его распознавать мимику лица для управления. Например, воздушный поцелуй - движение вперед, улыбка - остановиться.


2018. Видео: нейростимулятор возвращает возможность ходить парализованным людям


Команда ученых из политехнической школы Лозанны (Швейцария) под руководством Грегори Коуртине добилась впечатляющих результатов в возвращении способности ходить парализованным людям. Они пригласили трех добровольцев травмами позвоночника, имплантировали им нейростимуляторы, которые при включении имитируют сигналы, которые обычно передаются по спинному мозгу во время ходьбы. И через неделю тренировок все три добровольца смогли не только двигать ногами, но и совершать шаги. Более того, оказалось, что такая электрическая стимуляция спинного мозга приводит к восстановлению нервных путей в поврежденном месте, и один из добровольцев через пару месяцев смог двигать ногами даже без включения нейростимулятора.


2018. Магнитная стимуляция спинного мозга помогает при травмах позвоночника



Глубокая магнитная стимуляция головного мозга - уже некоторое время (официально и эффективно) применяется для лечения депрессии, СДВГ, шизофрении и даже болезней Паркинсона и Альцгеймера. Эта стимуляция повышает активность нейронных связей. А что если использовать ее для улучшения нейросвязей в поврежденном травмой спинном мозге? Ведь в большинстве случаев нет полного разрыва спинного мозга и некоторые связи остаются (и их можно активизировать). В общем, команда ученых из Университета Калифорнии провела исследование, в результате которого им удалось восстановить контроль над мочевым пузырем у 5 пациентов с помощью магнитной стимуляции поврежденного участка спинного мозга.


2018. Ученые учатся печатать нервы на 3D-принтере


При тяжелых травмах позвоночника происходит разрыв нервной ткани, в результате чего человек остается парализован. Теоретически можно в место разрыва внедрить клетки-предшественники нейронов, чтобы они заново образовали нервные связи. Однако, пока не придумали способа удержать эти клетки в нужном месте живыми в течении достаточного количества времени. Команда ученых из Миннесотского университета (США) под руководством Энн Парр впервые смогли распечатать гелевую структуру с нейроклетками таким образом, что выжило примерно 75% клеток. Перед использованием технологии на людях ее еще нужно протестировать на животных. Не исключено, что подобная трансплантация не сможет полностью исцелить людей с серьезными повреждениями спинного мозга, но даже частичное восстановление его функций существенно улучшит качество жизни пациентов.


2016. Видео: парализованные люди смогут управлять предметами силой мозга


Потребительские ЭЭГ-обручи типа Emotive Insight, несмотря на красивые обещания и видеоролики, пока ничем не могут помочь парализованным людям. На данный момент они умеют лишь визуализировать активность мозга, измерять концентрацию и релаксацию. А вот команда университета Миннесоты уже добилась значительного прогресса в использовании обычной ЭЭГ-системы (с шапочкой) для управления робо-рукой. На видео показано, как добровольцы, участвующие в проекте, после непродолжительного обучения могут силой мозга брать и переставлять предметы. При этом они ориентируются на упрощенное изображение задачи на мониторе. Конечно, мы уже не раз видели бионические протезы и такие же робо-руки, управляемые силой мозга, однако, во всех случаях протезы подсоединялись к имлантированным электродам. А это - наиболее продвинутая реализация использования силы мозга без хирургического вмешательства.


2016. Ученые восстановили функционирование парализованной ноги с помощью нейроимпланта


Ученые из Швейцарской высшей технической школы при поддержке компании Medtronic совершили большой шаг вперед в деле восстановления организма после травмы позвоночника. Сначала они записали паттерны нейросигналов в волокнах спинного мозга, иннервирующих ногу обезьяны. Потом заменили участок этих волокон нейроимплантом с нейростимулятором Medtronic (который имитирует записанные паттерны). Кроме того, в мозг обезьяне имплантировали еще один датчик, передающий возбуждение участка моторной коры мозга на нейростимулятор по беспроводной связи. В итоге, через несколько дней после операции обезьяна довольно неплохо восстановила способность ходить.


2016. Виртуальная реальность поможет парализованным людям вновь начать ходить


Помните ту историю, когда парализованный человек в экзоскелете сделал первый удар на ЧМ по футболу в Бразилии? Он управлял экзоскелетом силой мысли посредством специального шлема, считывающего электроэнцефалограмму. Так вот, группа ученых, которая долго тренировала парня управлять экзоскелетом сделала новое удивительное открытие. Оказалось, что тренировки ходьбы парализованного человека в очках виртуальной реальности реально восстанавливают поврежденные нервные связи между мозгом и мышцами. Похоже, что VR ***


2016. Видео: парализованный человек снова может управлять рукой


Очень обидно, когда из-за небольшой травмы в шейном отделе позвоночника все тело (абсолютно здоровое) становится парализованным. Конечно, скоро медики научатся восстанавливать оборванные нервы, а пока они играются с нейроинтерфейсами. Команда разработчиков из университета Огайо создала для полностью парализованного парня систему связи между мозгом и рукой. В мозг имплантировали чип, улавливающий электрические сигналы мыслей. Затем эти сигналы преобразуются компьютером и направляются на матрицу электродов, которые активируют нужные мышцы руки. Сначала систему пришлось обучать: парню показывали на экране различные движения руки и фиксировали, какие области мозга у него при этом активируются.


2015. Парализованный человек научился ходить с помощью интерфейса мозг-компьютер


Только недавно мы рассказывали о чудо-протезе руки, управляемой непосредственно из мозга, и вот уже сделан новый шаг в развитии данной технологии (причем, в прямом смысле). Ученые Калифорнийского университета смогли восстановить способность ходить у полностью парализованного человека. Управляющие сигналы считываются с его мозга с помощью шапочки, снимающей энцефалограмму и (минуя поврежденный спинной мозг) передаются на компьютер. Компьютер активирует электростимуляторы мышц ног и те сокращают нужные мышцы. Конечно пациенту (парализованному уже 5 лет) пришлось много тренироваться. На первом этапе он научился управлять аватаром в виртуальном пространстве, потом приступил к физическим тренировкам, чтобы нарастить мышцы.


2015. Видео: парализованный человек управляет робо-рукой и пьет пиво


Ученые из Калифорнийского технологического института иплантировали парализованному мужчине в мозг чип, который позволяет ему управлять роботизированной рукой при помощи силы мысли. Причем, управлять настолько точно, что даже можно выпить пива, не облившись. В отличие от других подобных решений, ученые задействовали заднюю теменную кору, а не секции мозга, которые отвечают за сокращение мышц. Она получает соматосенсорную, зрительную, вестибулярную и слуховую информацию от первичных сенсорных областей, т.е. отвечает не за движение, а за намерение двигаться. При этом человеку нет необходимости представлять само действие, а всего лишь подумать, что он хочет сделать. Именно это, суда по всему, открыло возможность достичь большей плавности по сравнению с аналогичными решениями.


2015. Google занялся поиском лечения рассеянного склероза



Google нашел себе еще одно занятие в сфере медицины. Совместно с фармацевтической компанией Biogen Idec лаборатория Google X теперь будет заниматься разработкой новых препаратов для лечения рассеянного склероза. Рассеянный склероз - это болезнь, родственная со знаменитой ALS (помните Ice Bucket Challenge)? Она также часто приводит к полному параличу пациента. И пока от нее нет эффективного лекарства. Biogen Idec его уже некоторое время пытается разработать технологию лечения, но им не хватает (компьютерных) мозгов. Теперь вычислительные мощности Google будут направлены на изучение историй ***


2015. Новый имплантат вернет парализованным способность ходить


Повреждение позвоночника, в результате которого поврежден спинной мозг, до сих пор считалось приговором - человек никогда не сможет ходить (и вообще пользоваться органами, которые расположены ниже разрыва). И конечно, ученые и врачи давно знают, что можно соединить оборванные нервы при помощи искусственных электродов, но до сих пор не могли создать электроды, которые бы не вызывали воспаления и не обрывались бы при движениях. Первыми такой "поверхностный имплантант" (под названием e-Dura) создали в швейцарском институте EPFL в Лозанне. Он гибкий, растягивающийся и вместе с электродами содержит микроканалы для доставки фармакологических препаратов, предотвращающих воспаление. Ученым удалось установить такой имплантант крысе с поврежденным позвоночником, так что она смогла снова ходить.


2014. Sesame позволяет парализованным людям пользоваться смартфоном


Сезам откройся! - помните, это была первая технология управления голосом. Вот в честь нее и назвали новый смартфон для парализованных людей. Sesame предназначен для тех, кто не может двигать руками (например, пациентов со знаменитой болезнью ALS). Фактически, это смартфон Google Nexus 5 с предустановленным программным обеспечением, которое позволяет управлять девайсом при помощи голоса и движений головы (голова нужна для управления курсором-мышкой и нажатий на экран). Таким образом можно совершать звонки, пользоваться интернетом, играть в игры и даже вводить текст с помощью виртуальной клавиатуры - т.е. вести практически полноценную жизнь (с учетом того, что сегодня и здоровые люди постоянно сидят в компьютере или смартфоне).


2014. Что такое БАС и почему все на YouTube обливаются ледяной водой?


Вероятно, вы уже слышали про Ice Bucket Challenge и видели, как известные (и неизвестные) люди обливаются ледяной водой на Youtube? А перед тем, как облиться они выбирают еще трех людей, которые должны сделать это в течении 24 часов. Также, каждый, кто облился, должен пожертвовать немного денег в Ассоциацию ALS. ALS (по русски БАС = Боковой амиотрофический склероз) - это болезнь двигательных нейронов - тех, которые передают сигналы от мозга к мышцам. За 5 лет эта болезнь постепенно лишает человека контроля над мышцами, а значит - возможности ходить, двигать руками, говорить, а затем и дышать. И пока медики ничего не могут поделать с этой болезнью. Поэтому знаменитости и техно-звезды типа Билла Гейтса, используют вирусный маркетинг для того, чтоб профинансировать институты, занимающиеся поиском способов лечения БАС.


2014. Видео: парализованный человек управляет компьютером силой мозга


Мы уже рассказывали о гаджете Emotiv Insight, который позволяет считывать мысли человека по электромагнитной активности мозга. Этот гаджет создан маленьким американским стартапом, но сейчас за него взялись большие парни - Philips и Accenture. Вместе они разработали пилотную систему для больных боковым амиотрофическим склерозом (БАС) и другими нейродегенеративными ***