Бионический спинной мозг – переворот в медицине

Коллектив из 39 австралийских исследователей создал имплантируемый интерфейс мозг-машина, который подарит людям с повреждением спинного мозга возможность ходить снова, правда, пока контролируя экзоскелет с помощью силы мысли. Устройство получило название стентрод (stentrode). Оно состоит из электрода на стенте, имплантируемого в кровеносный сосуд пациента, а также из передатчика, вводимого под кожу в передней части плеча.

Бионическое устройство способно претворять мысли в действия, считывая определённые типы сигналов от нервной ткани и передавая полученную информацию в процессор. Компьютер затем поставляет команды для перемещения конечностей владельца с помощью экзоскелета или управляемого протеза руки или ноги.

По размеру стентрод можно сравнить со спичкой или скрепкой, и для его имплантации не требуется серьёзная операция. К месту постоянной работы хирурги доставят его через катетер, вставленный в артерию ноги.

"Эта технология выглядит действительно захватывающе, – комментирует профессор Терри О’Брайен (Terry O'Brien), один из соавторов исследования. – Мы разработали устройство, которое может быть имплантировано быстро и просто, и способно помочь людям, парализованным после травмы позвоночника или инсульта. Кроме того, стентрод абсолютно безопасен для пациентов"

Устройство изготавливается из нитинола, современного сплава никеля и титана. Первую имплантацию устройства планируется провести в Мельбурнском королевском госпитале в 2017 году.

В настоящее время доклинические испытания с использованием овец продемонстрировали его биологическую совместимость, а также способность захватывать высококачественные (до 190 герц) сигналы моторной коры мозга. Ранее подобных результатов удавалось добиться лишь с помощью сложных хирургических имплантаций.

Каждй стентрод считывает электрическую активность из примерно одной тысячи нейронов, а затем транспортирует эти сигналы из мозга через шею по беспроводной системе к имплантату в передней части плеча. Затем информация превращается в команды для экзоскелета или протеза. По словам разработчиков, для движения пациентам не нужно будет прилагать особых усилий.

Первыми человеческими испытуемыми станут молодые люди с тяжёлыми травмами спинного мозга, которые будут управлять экзоскелетом для ног. Они будут наблюдаться врачами от полугода до года до имплантации. По мнению учёных, это необходимо, чтобы проверить, как организм справится с хирургическим вмешательством и насколько сложным будет восстановительный период.

Прежде чем стентрод станет доступен в широкой продаже, пройдёт ещё около 5-7 лет. Для вывода устройства на рынок понадобится провести ряд дополнительных исследований и достаточно широкая выборка.

Суть изобретения заключается в следующем: специальный электрод вводится в сосуд головного мозга с минимальным беспокойством для пациента. Уже на следующий день после операции он может возвращаться к привычному образу жизни. Расположенная на конце электрода антенна способна улавливать нервные импульсы в области головного мозга, отвечающего за двигательную активность. Интерпретируя эти импульсы в команды компьютера, можно научить человека управлять бионическими протезами и экзоскелетами.

Вместо хирургической операции компьютерный чип или стентрод вводится в кровеносные сосуды пациента, что значительно снижает риск воспаления тканей и прочих осложнений, связанных со сложной операцией на мозге.

В настоящее время большинство экзоскелетонов управляются джойстиком, который работает вручную.

— Нам удалось создать единственное в мире минимально простое в установке устройство, которое имплантируется в кровеносный сосуд головного мозга с помощью простой процедуры за один день. Это дает возможность избежать рисковой операции мозга, — сказал невропатолог из Королевского госпиталя в Мельбурне доктор Томас Оксли (Thomas Oxley).

Стентрод может быть использован для записи мозговых волн для людей, страдающих эпилепсией. Это поможет предсказать, когда у них вскоре начнутся приступы.

Исследователи планируют начать испытывать стентрод на людях в 2017 году. Ранее его тестировали на овцах. Первыми обладателями устройств станут инвалиды американской армии, именно ради них и началась разработка проекта Melbourne Bionics.

Согласно результатам из Мельбурнского университета, пациенты должны научиться ходить и стоять, вновь знакомясь с «кодированием» сигналов на их экзоскелете.

После того как ученые смогут испытать устройство на людях и когда оно будет готово для продажи, приблизительная цена устройства, которое будет похоже на кохлеарный имплант, составит от $10,567 до $14,089, — говорит Ник Опи (Nick Opie), биоинженер из Университета Мельбурна.

За последние года интерес к бионическим конечностям и технологии экзоскелета стремительно развивается.

На прошлой неделе компания SuitX представила инновационный легкий экзоскелет Phoenix, главное преимущество которого состоит в том, что устройство не имеет ничего общего с громоздкими и дорогими аналогами.

Носимая конструкция весит всего 12 кг и может быть легко замаскирована под одежду. Стоимость Phoenix составляет около $40 тыс., что разумеется недешево, но в то же время цена как минимум в два раза меньше не таких продвинутых аналогов.

Модульная конструкция экзоскелета позволяет наилучшим образом адаптировать его под нужды пациента. Устройство работает четыре часа при активной ходьбе на одном заряде батареи. Люди, долгое время сидевшие в инвалидной коляске без движения, теперь смогут вставать и чувствовать под собой управляемые конечности.

Маргарита Паймакова

Источник: Вести

http://dislife.ru/articles/view/43069#cut