În cadrul unui studiu clinic în premieră, o echipă de cercetători din New York, a reușit să implanteze microcipuri în creierul unui bărbat care trăiește cu paralizie și a dezvoltat algoritmi de inteligență artificială (AI) pentru a-i re-conecta creierul cu corpul și măduva spinării.
Această dublă derivație neuronală formează o punte electronică care permite ca informațiile să circule din nou între corpul și creierul paralizat al bărbatului pentru a restabili mișcarea și senzațiile la mână, cu beneficii de durată în brațul și încheietura mâinii sale, în afara laboratorului.
Echipa, care a cuprins cercetători în domeniul medicinei bioelectronice și chirurgi de la Institutele de cercetări medicale Feinstein, a dezvăluit progresele revoluționare ale participantului la studiu la patru luni după o operație pe creier deschis de 15 ore, care a avut loc pe 9 martie, la spitalul universitar North Shore (NSUH).
Corpul și măduva spinării au fost conectate electronic la un om paralizat pentru a restabili mișcările și senzațiile de durată
„Este pentru prima dată când creierul, corpul și măduva spinării au fost conectate electronic la un om paralizat pentru a restabili mișcările și senzațiile de durată”, a declarat Chad Bouton, profesor în cadrul Institutului de medicină bioelectronică de la Institutele Feinstein, dezvoltator al tehnologiei și cercetător principal al studiului clinic, citat de 360medical.ro.
„Atunci când pacientul se gândește la mișcarea brațului sau a mâinii, îi ‘supraîncărcăm’ măduva spinării și îi stimulăm creierul și mușchii pentru a ajuta la refacerea conexiunilor, și a oferi feedback senzorial care promovează recuperarea. Acest tip de terapie bazată pe gânduri este revoluționară. Scopul nostru este de a folosi această tehnologie într-o zi pentru a le oferi persoanelor care trăiesc cu paralizie capacitatea de a trăi o viață mai completă și mai independentă”, a comentat Bouton reușitele studiului experimental.
Paralizat de la piept în jos, Keith Thomas, în vârstă de 45 de ani, din Massapequa, New York, este primul om care a folosit această tehnologie.
În timpul apogeului pandemiei, la 18 iulie 2020, un accident de scufundare i-a provocat lui Thomas leziuni la nivelul vertebrelor C4 și C5 din coloana vertebrală, lăsându-l incapabil să se miște și să simtă, de la piept în jos.
„A fost o perioadă în care nu știam dacă voi mai trăi sau dacă voiam să trăiesc, sincer. Iar acum, pot simți atingerea cuiva care mă ține de mână. Este copleșitor”, a declarat domnul Thomas.
Peste o sută de milioane de persoane din întreaga lume trăiesc cu o formă de afectare a mișcărilor sau paralizie.
Acest studiu clinic urmărește să restabilească mișcarea fizică de durată – în afara laboratorului de cercetare – și să restabilească simțul tactil.
Cercetătorii și clinicienii de la Institutele Feinstein, au petrecut luni de zile cartografiind creierul lui Thomas cu ajutorul RMN-urilor funcționale pentru a ajuta la identificarea zonelor responsabile atât pentru mișcarea brațului, cât și pentru senzația de atingere a mâinii sale.
Înarmați cu aceste informații, chirurgii au efectuat o intervenție chirurgicală de 15 ore la NSUH, în timpul căreia participantul la studiu a fost treaz și a oferit chirurgilor feedback în timp real.
Pe măsură ce aceștia sondau porțiuni de pe suprafața creierului său, Thomas le spunea ce senzații simțea la nivelul mâinilor.
„Pentru că aveam imaginile lui Keith, iar el vorbea cu noi în timpul unor părți ale operației, am știut exact unde să plasăm implanturile cerebrale”, a declarat dr. Ashesh Mehta, profesor la Institutul de medicină bioelectronică de la Institutele Feinstein, și chirurgul care a efectuat implantul cerebral.
Pacientului i-au fost inserate două cipuri în zona responsabilă de mișcare, și alte trei în partea creierului responsabilă de atingere și de simțul tactil al degetelor.
Înapoi în laborator, prin două porturi care ies din capul lui Thomas, acesta se conectează la un computer care folosește inteligența artificială pentru a citi, interpreta și traduce gândurile sale în acțiuni, cunoscută sub numele de terapie bazată pe gândire și care reprezintă fundamentul abordării cu dublu bypass neuronal.
Bypassul începe cu intențiile lui Thomas (de exemplu, acesta se gândește să își strângă mâna), care trimite semnale electrice de la implantul său cerebral la un computer.
Calculatorul trimite apoi semnale către plasturi de electrozi foarte flexibili, neinvazivi, care sunt plasați pe coloana vertebrală și pe mușchii mâinii, localizați în antebraț, pentru a stimula și promova funcția și recuperarea.
Senzorii minusculi din vârful degetelor și din palmă trimit informații despre atingere și presiune către zona senzorială a creierului pentru a restabili senzațiile. Această punte electronică cu două brațe formează un nou bypass neuronal dublu, menit să restabilească atât mișcarea, cât și simțul tactil.
În laborator, Thomas își poate acum mișca brațele în voie și poate simți atingerea surorii sale atunci când aceasta îi ține mâna. Aceasta este prima dată când simte ceva în cei trei ani de la accident.
Oamenii își mișcă membrele paralizate cu ajutorul gândurilor
În mod remarcabil, cercetătorii spun că Thomas începe deja să vadă o oarecare recuperare naturală a leziunilor sale datorită acestei noi abordări, care ar putea inversa definitiv o parte din daune.
Forța brațului său este mai mult decât dublă de la înscrierea în studiu și începe să experimenteze noi senzații în antebraț și încheietura mâinii, chiar și atunci când sistemul este oprit.
Cercetările anterioare ale profesorului Bouton și ale altor grupuri au folosit un singur bypass neuronal pentru a ajuta oamenii să își miște din nou membrele paralizate cu ajutorul gândurilor.
În aceste cazuri, medicii au implantat unul sau mai multe microcipuri în creier care au ocolit complet leziunea măduvei spinării și au folosit stimulatoare pentru a activa mușchii țintă.
Această abordare a funcționat doar în timp ce participanții erau conectați la computere, adesea disponibile doar în laboratoare, și nu a restabilit mișcarea și senzația în membrul real, care să promoveze în același timp plasticitatea pentru o recuperare naturală de lungă durată.
Speranța este însă că creierul, corpul și măduva spinării vor reînvăța cum să comunice, iar noi căi vor fi create la locul leziunii datorită dublului bypass neuronal, similar cu modul în care un rinichi se poate regenera pentru a depăși o traumă sau o boală.
O descoperire similară privind implanturile cerebrale a fost anunțată de către cercetătorii elvețieni, în luna mai.
Un bărbat paralizat din Olanda a reușit să meargă doar prin simpla formulare a gândului mișcării, datorită unui sistem de implanturi inteligente care i-au reconectat creierul și măduva spinării.
Implanturile îl ajută să-și miște singur picioarele, după ce a rămas paralizat în scaunul cu rotile în urma unui accident petrecut în urmă cu peste 10 ani.