Мозъчен чип помага на пациент с амиотрофична латерална склероза да работи с компютър

Акценти

Марк е десетият човек в света с имплантиран специален имплант в мозъка, който му позволява да подава команди на компютър само със силата на мисълта. Той е доброволец в клиничното изпитание на компанията Synchron.

През 2021 г. мъжът е диагностициран с амиотрофична латерална склероза (ALS), или болест на Гериг, която го лишава от възможността да движи ръцете си. Устройството преобразува невронната дейност в команди към компютър, което помага на Марк да общува с околните.

През изминалата година потенциалът на технологията BCI (интерфейс мозък-компютър) набра популярност, донякъде благодарение на напредъка, който отбелязва компанията на милиардера Елон Мъск, както и на проведените многообещаващи проучвания в областта.

Разбира се, пътят, който трябва да се извърви, е много дълъг, тъй като съществуват сериозни административни и етични пречки. Самата технология също притежава не малко ограничения. Марк обаче приема предизвикателството, защото заболяването е нелечимо. „Бях изправен пред избора да потъна в самосъжаление или да направя всичко възможно, за да живея по-добре“, споделя той.

>>> Имплант с изкуствен интелект помага на парализиран мъж от Швейцария да движи ръцете си

„Речник“ на командите за движения

Мъжът е облечен добре и изглежда спокоен. Няма външни признаци, които да подсказват, че в мозъка му е имплантирано BCI устройство. Той казва, че не усеща нищо по-различно. Има два малки белега – един върху гърдите и един на врата, нищо повече.

Имплантът е наречен Stentrode и се състои от стент с електродни сензори, които могат да улавят електрически сигнали за активност в мозъка. Компанията разработчик Synchron е първата, получила разрешение от Американската агенция за контрол на храните и лекарствата за провеждането на клинични изпитания върху постоянни BCI импланти при хора.

Имплантирането на чипа не изисква операция на мозъка

Поставянето на стента не изисква операция на мозъка. Устройството може да се движи по вените на човека, затова екипът го вкарва в тялото на Марк през югуларната вена. Хирургът придвижва импланта по кръвоносните съдове, докато достигне мозъка на пациента. Крайната цел е сагиталният синус – една от основните вени, разположена в онази част от мозъчната кора, която отговаря за движенията.

Всяко движение – ръкостискане или крачка, се свързва със специфичен електрически сигнал. Имплантът Stentrode се научава да разпознава сигналите и да създава своеобразен персонализиран речник на командите за движение.

Как работи Stentrode

Когато Марк мисли за конкретно движение, като например да натисне определен клавиш на клавиатурата, Stentrode разчита сигнала в мозъка и разбира какво е желанието на мъжа. Посредством много тънък кабел устройството изпраща съобщението до вътрешен трансмитер, който е поставен в гръдния кош на пациента и прилича на пейсмейкър.

Тъй като обемът от информация, която пътува от мозъка на Марк до вътрешния предавател, е твърде голям, екипът свързва самия предавател с компютър. За целта е създаден и външен трансмитер, който е поставен върху гърдите на мъжа, точно над мястото, където е имплантиран вътрешният. Връзката от мозъка му до компютъра е почти мигновена. На този етап Марк трябва да използва външното устройство, за да работи BCI имплантът, но учените се надяват след време комуникацията да е безжична. Това би означавало, че пациентът ще се нуждае само от Stentrode и трансмитера, който е поставен в гръдния му кош.

Смирението пред диагнозата амиотрофична латерална склероза

Първото, което мъжът забелязва преди няколко години е, че не успява да щрака с пръсти и да щипе с пръстите на лявата си ръка. Прави му впечатление и леката степен на мускулна атрофия. Все по-често изпитва затруднения да държи чашата си с кафе. Така на 63-годишна възраст чува диагнозата болест на Гериг.

Мъжът признава, че трудно е приел мисълта. Въпреки слабостта на едната си ръка, той продължава да работи като служител в развъдник за цветя. Скоро обаче вдигането на кофи с вода и разсад с цветя се оказва непосилно за него. Не след дълго губи и способността си да шофира.

Зависимостта от други хора

Най-тежкото бреме за Марк се оказва зависимостта. През последните 13 години той живее и се справя съвсем сам, а сега, заради заболяването, е принуден да се премести при семейството на брат си.

Днес все още може да говори и да ходи, но използва специално устройство, задвижвано с крака, с чиято помощ се храни, тъй като горните му крайници са твърде слаби за това. Движенията, които извършва с ръцете, са твърде ограничени, особено ако изискват сръчност. Мъжът не може да хване молив, нито пък да движи пръста си по екрана на телефона.

Имплантът започва да работи 2 месеца след неговото поставяне, тъй като е нужно време за спадане на отока и възстановяване на пациента.

Работа с трудов терапевт

През последните три месеца Марк работи с трудов терапевт от компанията Synchron. С всяко упражнение, което усвоява, той обогатява речника с движения, необходим на устройството, за да разчита успешно мозъчните вълни и да ги преобразува в действия на компютъра. Засега мъжът се е научил да изпраща съобщения до своя лекар, когато не се чувства добре. Следващата му цел е да започне да управлява домашния си помощник Алекса, да включва Netflix и да изпраща текстови съобщения.

Д-р Том Оксли, главен изпълнителен директор на Synchron, пояснява: „В наши дни едно от основните средства за комуникацията с роднините и приятелите са именно текстовите съобщения. Неслучайно пациентите искат да си възвърнат точно това умение.“ Експертът споделя, че някои от хората с имплантиран стентрод вече могат да напишат между 5 и 10 думи за една минута, което е сериозно постижение, предвид факта, че здрав човек обикновено изписва между 5 и 20 думи за същото време.

Обучението за работа с мозъчния чип изисква търпение, защото понякога той не работи добре. Целта на клиничното изпитание е технологията да се усъвършенства.

>>> Лекарство за болестта на Паркинсон забавя развитието на амиотрофичната латерална склероза

Развитието на BCI технологията

Две отделни проучвания, публикувани в списание Nature през август 2023 г., показват, че мозъчен имплант, базиран на изкуствен интелект, може да помогне на парализирани пациенти да се движат отново.

Инвеститорите проявяват сериозен интерес към невротехнологични стартъп компании в тази област. Откакто е основана, Synchron е натрупала печалба от 145 милиона долара, а Neuralink, собственост на Илон Мъск – 323 милиона долара.

Д-р Оксли смята, че конкуренцията е много важна, защото ще предложи по-голямо разнообразие от технологични продукти с различно приложение.

През лятото на 2023 г. ООН свика конференция, на която политици и акционери обсъдиха етичния аспект от използването на иновативната технология. Всички се обединиха около идеята, че трябва да се начертае рамка, която да обхваща както потенциала, така и възможните рискове при имплантиране на устройство в мозъка.

Генералният секретар на ООН Антонио Гутериш отбеляза: „Невротехнологията се развива със завидна скорост. Това може както да ни радва, така и да ни тревожи. Трябва да следим зорко за спазването на етичните стандарти и човешките права.“

Компанията на Илон Мъск е със сериозна заявка в областта на медицината. Екипът имплантира чип в човешки мозък, като засега възстановяването на пациента протича нормално. Припомняме, че през май 2023 г. Neuralink получи разрешение от FDA за провеждане на клинични изпитания върху хора.
През 2022 г.компанията бе атакувана заради провал в лечението на маймуна, която след проведения експеримент умира.

Надежда за пълноценен живот

Марк все още е способен да извършва много дейности сам. Може да ходи, да говори и да движи до известна степен крайниците си. За съжаление, откакто е диагностициран с амиотрофична латерална склероза, той вижда, че неговата сръчност намалява.

Имплантът мозък-компютър връща надеждата на мъжа, че би могъл да живее пълноценно. Мечтае един ден да може сам да си пуска аудиокнига на телефона и да контролира робота, който му помага да се храни. Освен да помогне на себе си обаче, той мечтае да улесни живота и на други пациенти с неврологични заболявания.