Сочетая мозговые имплантаты, ИИ и электростимуляцию, группа исследователей, инженеров и хирургов разработала новую технологию "двойного нейронного шунтирования", которая позволила восстановить движение и чувствительность руки у пациента с квадриплегией.

Новый подход был разработан в Институте медицинских исследований Файнштейна при Northwell Health и протестирован на пациенте Ките Томасе, который при неудачном прыжке в бассейн повредил 4 и 5 шейные позвонки (C4 и C5), в результате чего это привело к квадриплегии (параличу верхних и нижних конечностей).

Для того, чтобы интегрировать новую технологию, исследователи разработали алгоритмы искусственного интеллекта (ИИ) для восстановления связи головного мозга (ГМ) пациента с телом и спинным мозгом и, используя функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ), составили карту ГМ Томаса, чтобы определить области, отвечающие за движение руки и ощущение прикосновения к ней.

Затем они провели 15-часовую операцию по установке микрочипов в ГМ. Два чипа были установлены в область, отвечающую за движение, и еще три — в часть мозга, отвечающую за осязание и ощущения в пальцах.

Теперь на голове Томаса располагаются два порта, с помощью которых можно подключиться к компьютеру и использовать ИИ для считывания, интерпретации и перевода мыслей пациента в действия. Например, если Томас захочет сжать руку, электронные сигналы, посылаемые его мозгом, декодируются компьютером, а затем направляются на гибкие неинвазивные электроды-патчи, расположенные над позвоночником и мышцами предплечья. Электроды посылают сигнал руке и она сжимается. После чего датчики на кончиках пальцев и ладони передают информацию о сжатии (прикосновениях и давлении) обратно в мозг, который регистрирует ее как ощущение.

Двойное нейронное шунтирование образует своего рода электронный мост, который позволяет вновь передавать информацию между парализованным телом и мозгом мужчины, восстанавливая движения и ощущения в его руке с длительным эффектом вне лаборатории.

Эта технология, при которой тело, головной и спинной мозг объединялись в единую систему с компьютером, была реализована впервые. Ранее, причем тоже с хорошим результатом, применялся метод одиночного нейронного шунтирования, при котором в мозг имплантировались один или несколько микрочипов, которые полностью обходили поврежденный спинной мозг, а стимуляторы активировали целевые мышцы. Однако такой подход работает только в том случае, если пользователь остается подключенным к компьютеру, то есть находится в лабораторных условиях. Одиночное нейронное шунтирование не восстанавливает движения и ощущения в пораженной конечности.