Das Gehirnimplantat ermöglichte es zunächst einer gelähmten Person, ihren Arm zu kontrollieren

Vor fast sechs Jahren tauchte der 19-jährige Studienanfänger Ian Burkhart erfolglos ins Meer und brach sich durch einen unglücklichen Zufall auf einem sandigen Grund den Hals. Er war völlig gelähmt und verlor die Fähigkeit, seine Arme und Beine zu kontrollieren. Solche Verletzungen wurden immer als unheilbar angesehen. Bis gestern.

Am 13. April 2016 gaben Spezialisten der Ohio State University bekannt, dass sie die teilweise Kontrolle über die rechte Hand und Burkharts Finger wiedererlangen können . Für die Behandlung wurde eine experimentelle kybernetische Technologie verwendet: Ein im Gehirn implantierter Chip sendet über die Drähte unter Umgehung des Rückenmarks Signale direkt an die Muskeln. Dies ist der erste Fall in der Geschichte der Medizin, bei dem bei einem Patienten mit Tetraplegie die Kontrolle über eine Bürste wiedererlangt wird .



Das Implantat ist über eine Computerschnittstelle mit 130 Elektroden am Arm mit der Hülse verbunden. Zwei Jahre nach der Einführung des Chips trainierte Ian, seine Gedanken zu fokussieren und die Ergebnisse auf einem Computerbildschirm im Labor zu beobachten. Infolgedessen brachte das Training Erfolg.

Natürlich schränkt die Steuerung von Pinsel und Fingern das Bewegungsarsenal stark ein. Ian ist unterhalb der Brust gelähmt und behält nur die teilweise Kontrolle über Schultern und Bizeps. Jetzt hatte er die Möglichkeit, Knöpfe zu drücken, Computerspiele zu spielen und viele andere Aktionen auszuführen.


Gelähmter Mann, der Gitarren-Helden spielt



Eine Gehirnoperation wurde 2014 durchgeführt. Eine vorläufige Tomographie wurde durchgeführt, um den spezifischen Bereich zu bestimmen, der für die Bewegung der Gliedmaßen im motorischen Kortex im Bereich des vorderen zentralen Gyrus der linken Hemisphäre (direkt über dem Ohr) verantwortlich ist. Während der Operation wurde dieser Bereich gründlich getestet, um den Ort für das Implantat zu bestimmen.

"Wir haben anderthalb Stunden damit verbracht, den genauen Ort zu bestimmen", sagte Ali Rezai, Chirurg und Direktor des Zentrums für Neuromodulation an der Ohio State University.

An dieser Stelle wurde ein Chip mit 96 Kontakten (Mikroelektroden) platziert, die die Aktivität von Neuronen aufzeichnen.

Nach der Operation und Genesung begannen zahlreiche Trainingseinheiten. Die Software zur Verarbeitung von Gehirnsignalen wurde von Wissenschaftlern des gemeinnützigen Instituts Battelle Memorial Institute entwickelt. Nach jeder Trainingseinheit wurde das Programm kalibriert, da das Signal von Training zu Training erheblich variierte.

Ian Burkhart sagt, dass das Training anstrengend war. Der „Avatar“ auf dem Computerbildschirm (3D-Modell der Hand) ließ ihn verschiedene Arten von Bewegungen ausprobieren.



Das Signal wurde an eine Hülse mit 130 Elektroden übertragen. "Ich musste mich sehr, sehr stark konzentrieren, um Dinge zu tun, die ich zuvor ohne nachzudenken getan hatte", sagt Ian. "Aber es ist wie ein Sport, man versucht immer mehr und es wird allmählich einfacher." Die ersten Ergebnisse erschienen einige Monate später, dann konnte er zum ersten Mal den Pinsel selbst bewegen, ohne die Hilfe eines Avatars.

Nach einem Jahr Training konnte er bereits eine Flasche nehmen, den Inhalt in einen Becher gießen, mit den Fingern eine Tube nehmen und trinken.



Am Ende könnte seine Behinderung gemäß der amerikanischen medizinischen Klassifikation von Grad C5 auf weniger schweres C7 umgeschult werden.

Leider endet die Finanzierung eines Forschungsprojekts in diesem Jahr, und bald wird Burkhard nach Hause zurückkehren, wo er zu seinem früheren Leben als fast vollständig gelähmter behinderter Mensch zurückkehren wird.



Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Arbeit werden in der Zeitschrift Nature (doi: 10.1038 / nature.2016.19749) veröffentlicht.

Source: https://habr.com/ru/post/de393009/