Чтобы ходить, мозг посылает сигналы нейронам в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга, расположенном у основания позвоночника. Хотя большинство травм спинного мозга не связаны с повреждением этих нейронов, нарушения в нисходящих путях препятствуют передаче сигналов от мозга при ходьбе.
В предыдущих исследованиях ученые обнаружили, что стимуляция определенных областей пояснично-крестцового отдела спинного мозга позволяет стоять и ходить. Однако для этих попыток требовались носимые датчики движения и создавался неестественный контроль ходьбы с ограниченной способностью адаптироваться к различной местности и волевым требованиям.
В текущем исследовании ученые стремились улучшить свой предыдущий подход с помощью использования цифрового моста между головным и спинным мозгом. Для этого они поместили электронный имплантат в область мозга, ответственную за управление движениями ног, и нейростимулятор, подключенный к электродной сетке в пояснично-крестцовой области спинного мозга.
Используя искусственный интеллект, они смогли преобразовать намерения мозга о движении в последовательности электрических импульсов для активации нейронов в спинном мозге и достижения желаемых движений ног. Беспроводная связь между мозговым имплантатом и нейростимулятором позволила осуществлять более естественные движения
На данный момент исследователи протестировали технологию на одном пациенте, 40-летнем мужчине, который был парализован после аварии на велосипеде. После прохождения лечения пациент сообщил, что смог восстановить естественный контроль над движениями в своих парализованных ногах, включая стояние, ходьбу и подъем по лестнице.
Исследователи отметили, что у пациента наблюдалось значительное улучшение сенсорного восприятия и двигательных навыков, даже когда цифровой мост был выключен. Это, по их словам, говорит о том, что в результате использования технологии развились новые нервные связи. Они надеются, что подобная технология однажды сможет восстановить функции руки и что ее можно будет применять при других клинических показаниях, таких как паралич, вызванный инсультом.
“Концепция цифрового моста между головным и спинным мозгом предвещает новую эру в лечении двигательных нарушений, вызванных неврологическими расстройствами”, — написали исследователи в своей статье.