Sparaliżowana kobieta dostaje zrobotyzowane ramię…

... i co dalej? I kontroluje je siłą swojego umysłu. Brzmi jak science-fiction, a jednak jest to prawda. Udar mózgu sprawił, że u pacjentki – Cathy Hutchinson, dziś 58 lat – ciało utraciło połączenie z mózgiem. Nie mogła mówić ani poruszyć się od ponad 14 lat. Ale teraz zaczęło się to zmieniać. Albowiem, naukowcom udało się podłączyć mózg kobiety do komputera, który steruje zrobotyzowanym ramieniem.

Kiedy pacjentka siedzi przy stole i patrzy na napój w butelce, i kiedy zaczyna sobie wyobrażać, że robot chwyta butelkę i podnosi ją do jej ust – zrobotyzowane ramię naprawdę zaczyna się ruszać.

Robot działa na zasadzie sygnałów wykrywanych przez czujniki umieszczone w mózgu pacjentki, w tych strefach, które normalnie kontrolowałyby ruchy jej prawej ręki. Czujniki wychwytują sygnały z komórek nerwowych, a następnie przesyłają je do komputera, który następnie przetwarza je na polecenia dla sztucznego ramienia.

W ten sposób, po raz pierwszy od 15 lat, kobieta może robić coś, o czym do tej pory mogła jedynie marzyć.

Doświadczenie to zostało opisane w przeglądzie naukowym Nature.

Cathy Hutchinson wraz z innym pacjentem (z porażeniem czterokończynowym) jest częścią właśnie trwającej próby rządowej, która testuje nowe technologie, BrainGate. Naukowcy mają nadzieję, że dzięki tym nowym technikom, któregoś dnia uda się „wyzwolić” pacjentów takich jak Cathy Hutchinson, albo przywrócić funkcjonalne kończyny ludziom po amputacjach. 

Jednakże wiele lat jeszcze upłynie, zanim techniki te staną się dostępne dla wszystkich.

W tym najnowszym doświadczeniu najbardziej zadziwiający jest sposób, w jaki badacze nauczyli komputer „czytać” myśli pacjentki. Czujnik o rozmiarze pastylki aspiryny został umieszczony w mózgu kobiety. Zawiera on 96 elektrod, cieniutkich jak ludzki włos. Elektrody te odbierają sygnały od neuronów w centrum kontroli ruchów (kora motoryczna mózgu).

Pierwszym krokiem w procesie „uczenia” komputera jest to, żeby urządzenie było w stanie „dostrzec”, które neurony się zapalają i w jaki sposób, w momencie kiedy osoba chwyta butelkę i podnosi ją do swoich ust, jak wyjaśnia główny autor tych prac, doktor Leigh R. Hochberg, profesor inżynierii na uniwersytecie Brown University (a także badacz w centrum medycznym Providence VA Medical Center, oraz neurolog na oddziale opieki krytyczne w szpitalu Massachusetts General Hospital/Brigham and Women’s Hospital w Bostonie, oraz profesor neurologii w szkole Harvard Medical School).

Na szczęście, nie ma to żadnego znaczenia, czy dana osoba naprawdę porusza swoją ręką, czy też tylko sobie wyobraża, że to robi. Dlatego też, w wielu próbach, doktor Leigh R. Hochberg sprawiał, że komputer obserwował zapalające się neurony w mózgu pacjentki, kiedy patrzyła ona na ramię robota chwytające butelką i unoszące ją do jej ust.

Kiedy tylko naukowcom udało się nauczyć komputer, które wzorce normalnie sprawiają, że ręka pacjentki sięga po butelkę, „wgrali” je jako polecenia dla ramienia zrobotyzowanego, które miało robić to samo, ale na sygnał pochodzący bezpośrednio z mózgu pacjentki, kiedy wyobrażała sobie ona, że chwyta za butelkę i podnosi ją do swoich ust.

Doktor Leigh R. Hochberg wyjaśnia: poza tym, naszym prawdziwym marzeniem jest to, żeby ludzie sparaliżowani z powodu urazu rdzenia kręgowego albo udaru mózgu, byli w stanie któregoś dnia na nowo podłączyć swoje kończyny do mózgu.

Tego rodzaju urazy bardzo często pozostawiają zdrowy mózg odłączony od zdrowych nerwów, które normalnie kontrolowałyby ruchy członków. Tak więc, badacze amerykańscy mają nadzieję, że któregoś dnia lekarze będą w stanie na nowo przywracać połącznie między tymi dwoma częściami składowymi. Zupełnie tak, jak elektryk zastępuje uszkodzony przewód.

Ze swej strony, Cathy Hutchinson ma nadzieję, że któregoś dnia badaczom uda się stworzyć bezprzewodowy trwały implant, a także sposób, który pozwoli na nowo połączyć jej mózg z jej ciałem. Będzie mogła wtedy znów iść popracować w ogrodzie albo zrobić coś dobrego na kolację.