Das Implantat half zunächst einer vollständig gelähmten Frau bei der Kommunikation

In der Medizin gibt es leider sehr schwere Fälle von Lähmungen, wenn eine Person bei Bewusstsein ist, sich aber weder bewegen noch sprechen kann. Patienten dieser Art können überhaupt nicht kommunizieren, sie können nur denken. Darüber hinaus ist in den meisten Fällen nur der Geist solcher Menschen klar, die Menschen sind sich ihrer Situation und Situation bewusst. Jetzt haben Wissenschaftler ein Implantat für das menschliche Gehirn entwickelt, mit dem gelähmte Patienten über einen Computer kommunizieren können. Die Gedanken einer Person werden in Wörter und ganze Sätze umgewandelt. In diesem Fall benötigen Patienten keine ärztliche Vermittlung.

„Dies ist das erste implantierbare System der Welt, das ohne medizinische Hilfe funktioniert“, sagt der Neurowissenschaftler und Projektmanager Nick Ramsay von der University of Utrech Medical School. Das Implantat wurde kürzlich in einer klinischen Umgebung getestet. Die erste Person, die ein solches System erhielt, war Hanneke de Bruijne. Im Jahr 2008 wurde bei ihr Amyotrophe Lateralsklerose (ALS) diagnostiziert, und jetzt ist sie vollständig gelähmt.

ALS ist eine langsam fortschreitende, unheilbare degenerative Erkrankung des Zentralnervensystems, bei der sowohl die oberen (motorischer Kortex) als auch die unteren (Vorderhörner des Rückenmarks und der Hirnnervenkerne) Motoneuronen betroffen sind, was zu Lähmungen und anschließender Muskelatrophie führt. Es ist gekennzeichnet durch eine fortschreitende Läsion von Motoneuronen, begleitet von einer Lähmung (Parese) der Gliedmaßen und einer Muskelatrophie.

Der Patient hat noch die MöglichkeitKontrollieren Sie die Muskeln der Augäpfel, dh machen Sie Augenbewegungen. Während eines Treffens mit der Autorin des Projekts behielt sie diese Fähigkeit bei und atmete selbstständig ohne ein System künstlicher Lungen. Zwei Jahre später ging ihre Atemfähigkeit verloren, so dass ihr künstliches Beatmungsgerät ihr Leben rettet. Die Augenmuskeln arbeiten jedoch immer noch, obwohl dies nur vorübergehend ist. Vor nicht allzu langer Zeit wurde ein Kommunikationssystem installiert, das die Bewegung ihrer Augen verfolgt.

Nick Ramsey beschloss, ein System zu entwickeln, dessen Funktion nicht von der Bewegung der Augen der Patienten oder anderen motorischen Aktivitäten abhängt. Zum Beispiel arbeitet Stephen Hawking, der ebenfalls von Amyotropher Lateralsklerose betroffen ist, mit einem Gerät, das die Bewegungen seiner Wangenmuskeln verfolgt.

Ein solches System kann laut einem Spezialisten nur ein Gerät sein, das die elektrische Aktivität des Gehirns überwachen kann. Der Projektmanager spricht von einem solchen Apparat als einem System, das Gedanken liest. Im Allgemeinen können wir das sagen. Verschiedene Implantate, die die Aktivität von Gehirnzellen ablesen, gibt es schon seit langer Zeit. Zum Beispiel werden genau solche Systeme verwendet, um bionische Prothesen herzustellen, die Menschen durch ihre eigenen Gliedmaßen ersetzen.



Aber hier geht es um ein Gerät, das dem Patienten helfen soll, keine Bewegungen mit der Prothese zu machen, sondern seine Gedanken zu demonstrieren. Darüber hinaus beschlossen Ramsey und Kollegen sofort, ein System zu schaffen, das nicht nur im klinischen Umfeld, sondern auch zu Hause ohne Hilfe funktionieren kann. Das Hauptarbeitselement eines solchen Systems ist ein Implantat, das chirurgisch in das menschliche Gehirn implantiert wird. Dieser Teil des Computersystems hat zwei Elektroden. Sie werden im Bereich der Großhirnrinde implantiert, die die menschlichen Bewegungen steuert. Eine genaue Platzierung der Elektroden ist entscheidend. Eine davon befindet sich in dem Teil der Großhirnrinde, der für die Bewegungen der rechten Hand verantwortlich ist. Und die zweite - in der Gegend, die nur aktiviert wird, wenn eine Person den Countdown beginnt.

Diese Elektroden sind mit einem Sender verbunden, der in die Schulter des Patienten implantiert ist. Es überträgt Daten an einen Computer vor dem Patienten, der alles überwachen kann, was auf dem Bildschirm geschieht.

Wenn die Patientin auf das Display schaut, sieht sie ein virtuelles Quadrat, das sich in Buchstaben bewegt. Sobald das Quadrat den Buchstaben durchläuft, den sie benötigt, repräsentiert die Frau mental die Bewegung ihrer rechten Hand und klickt auf diesen Buchstaben. Ihr Gehirn ist durchaus in der Lage, ein Signal zu erzeugen, das in einer normalen Situation in die Handmuskeln eingespeist wird. Dieses elektrische Signal wird vom Sender aufgenommen und an den Computer gesendet. Der vom Patienten markierte Buchstabe wird hervorgehoben. Wörter werden aus Buchstaben gebildet, Sätze aus Wörtern. Das System macht fast keine Fehler, seine Genauigkeit liegt bei 95%.

„Die Verwendung eines solchen Systems ist ein langsamer Prozess. Das Schreiben eines Wortes kann einige Minuten dauern. Aber der Patient trainiert und die Arbeit ist schneller “, sagte einer der Studienteilnehmer. Er fügte hinzu, dass eine Frau etwa 50 Sekunden lang einen Brief auswählen musste. Jetzt braucht sie nur noch 20 Sekunden.

Dieses System ist laut seinen Entwicklern viel zuverlässiger als das vorherige, das Augenbewegungen liest. Tatsache ist, dass bei hellem Sonnenlicht der Sensor nicht funktioniert und eine gelähmte Frau die Kommunikationsfähigkeit verliert. Aber das neue System funktioniert in jedem Licht.

„Jetzt kann ich außerhalb des Hauses kommunizieren, wenn mein Eye-Tracking-System nicht funktioniert. "Ich fühle mich unabhängiger und selbstbewusster, wenn ich auf der Straße bin", sagt Bruizhne.

Natürlich muss das System viele weitere Tests bestehen, bevor es genehmigt wird, und Entwickler können es anderen Personen zur Verfügung stellen. Darüber hinaus werden die Autoren des Projekts die Anzahl der Elektroden erhöhen und das Signalverarbeitungssystem verbessern. Dies werde den Kommunikationsprozess beschleunigen.

Wissenschaftler präsentierten die Ergebnisse ihrer Arbeit im New England Journal of Medicine.

Source: https://habr.com/ru/post/de399247/