Implan otak memungkinkan monyet lumpuh berjalan lagi

Selama sepuluh tahun, seorang ilmuwan saraf, Gregor Courtine, telah mempelajari kemungkinan memulihkan aktivitas motorik primata yang lumpuh dengan cedera tulang belakang. Untuk melakukan penelitian, ilmuwan harus secara teratur terbang dari Swiss ke Cina, di mana ia melakukan eksperimen pada primata. Masalahnya adalah bahwa baik di AS maupun di Eropa tidak dapat dilakukan studi seperti itu - mereka dilarang.

Minggu ini, seorang spesialis dengan timnya menerbitkan hasil percobaan praktis yang telah mereka lakukan di laboratorium di Beijing selama ini. Para ilmuwan telah mengembangkan implan nirkabel untuk otak yang mentransmisikan sinyal ke elektroda yang ditanamkan di otot-otot kaki binatang. Akibatnya, primata dengan kerusakan signifikan pada sumsum tulang belakang kembali dapat berjalan.

“Tim ilmuwan ini telah menunjukkan bahwa hewan kembali mendapatkan kesempatan untuk bergerak dengan koordinasi gerakan yang normal. Ini adalah pekerjaan yang sangat baik, ” kata Gaurav Sharma, seorang ilmuwan saraf yang bekerja dengan pasien lumpuh untuk mengembalikan fungsi motorik di tangan.

Setelah disempurnakan, sebuah teknologi yang dikembangkan oleh ilmuwan Swiss mungkin dapat membantu orang dengan sumsum tulang belakang yang rusak untuk berjalan lagi, atau setidaknya melakukan beberapa gerakan kaki. Gregor Kurtin menerima persetujuan dari dua sukarelawan untuk memasang sistem seperti itu di tubuh mereka.

"Studi ini membantu membuka jalur baru untuk penelitian klinis dan perawatan pasien bioelektronik yang lumpuh," kata ahli biologi Chad Bouton dari Feinstein Institute, New York. Ngomong-ngomong, pada bulan April tahun ini, para ilmuwan dari institut tersebut memasang implan untuk pasien dengan patah tulang belakang. Dia mendapat kesempatan untuk menggerakkan tangannya, mengambil benda dengannya dan memainkan Guitar Hero. Bersama-sama dengan implan, pasien menerima selongsong dengan elektroda. Elektroda ini mengirimkan impuls listrik ke lengan pasien. Impuls dikirim tepat ke otot-otot yang bertanggung jawab untuk gerakan menggenggam jari dan tangan.


Ilmuwan Swiss untuk waktu yang lama melakukan percobaan dengan tikus laboratorium, kemudian beralih ke primata. Menurut Kurtin, monyet menunjukkan reaksi yang sama terhadap kerja sistem yang dikembangkan oleh para ilmuwan sebagai tikus. Pertama, tim mempelajari pergerakan sinyal listrik dari otak ke kaki monyet, melakukan "pemetaan" sinyal listrik dan otot. Mereka juga dengan hati-hati mempelajari sumsum tulang belakang di bagian bawah tulang belakang, yang menerima hampir semua sinyal listrik otak sebelum ditransmisikan ke otot. Dan setelah semua proses ini, para ilmuwan mereproduksi transmisi sinyal listrik pada primata dengan sumsum tulang belakang yang rusak.

Monyet ditanam dengan mikroelektroda di otak, yang mampu mentransmisikan sinyal listrik otak ke sistem khusus yang mendekripsi data dan meneruskannya. Secara nirkabel, sinyal-sinyal ini ditransmisikan ke perangkat yang menghasilkan sinyal listrik spesifik yang ditransmisikan ke ekstremitas bawah hewan. Akibatnya, hewan-hewan itu belajar berjalan lagi dan bergerak dengan cukup baik.

"Seluruh tim berteriak kegirangan ketika mereka melihat semua ini," kata ilmuwan, yang melihat banyak kasus pemulihan fungsi motorik yang gagal pada primata dan manusia. Sejauh ini, koordinasi ekstremitas bawah tidak bisa disebut ideal, tetapi upaya yang dilakukan oleh hewan pada kaki sesuai dengan beratnya. Dengan kata lain, hewan itu, yang berdiri di atas kakinya, tidak jatuh, anggota tubuhnya tidak membungkuk.



Ahli saraf sekarang telah mencapai keberhasilan yang signifikan dalam menciptakan prostesis bionik. Semua ini menjadi mungkin berkat perkembangan teknologi modern. Sebagai contoh, tahun ini, Jodie O'Connell-Ponkos, yang kehilangan lengannya hampir 30 tahun yang lalu, menerima jenis prostesis baru yang bahkan dapat mendeteksi sinyal ujung saraf yang terlemah. Prostesis dapat melakukan hampir semua gerakan yang dipikirkan pemilik.

Lengan prostetik tipe baru “memahami” bahwa sinyal listrik ini harus diaktifkan oleh jari, dan yang ini - oleh pergelangan tangan. Hasilnya, lengan prostetik bekerja sesuai dengan pikiran pengguna. Jika ia memutuskan untuk mengambil sesuatu di tangannya, prostesis secara otomatis merespons sinyal. Jika pemilik prostesis ingin memperbaiki rambut, sistem memenuhi niat pemiliknya. Prostesis bionik bionik bertindak selaras dengan anggota tubuh lainnya, sehingga tindakan terkoordinasi dapat dilakukan dengan tangan asli dan buatan.

Cidera tulang belakang merupakan masalah yang bahkan lebih kompleks yang telah dicoba para ilmuwan dengan berbagai tingkat keberhasilan untuk dipecahkan selama bertahun-tahun. Adapun Kurtin dan dua relawannya, sejauh ini mereka belum menanamkan elektroda di otak, tetapi hanya memasang sistem yang mengirimkan sinyal ke otot-otot kaki. Dengan demikian, pasien tidak dapat mengendalikan kaki mereka, sinyal-sinyal ditransmisikan oleh para ilmuwan "melalui udara." Spesialis sekarang bekerja pada operasi perangkat yang benar, dan kemudian mereka berencana untuk menggunakan implan otak untuk manusia.

Seperti yang telah disebutkan di atas, eksperimen untuk ilmuwan Swiss dipersulit oleh undang-undang Eropa. Jadi Kurtin dan timnya masih harus secara teratur terbang ke Cina untuk melanjutkan seri percobaan dengan primata.

DOI: 10.1038 / nature.2016.20967

Source: https://habr.com/ru/post/id399023/