Denne lammede mand bruger en neuroprotetikum til at bevæge sin arm for første gang i årevis

William Kochevar fra Cleveland kan langsomt bevæge sin højre arm og hånd. No big deal – bortset fra at den 56-årige var blevet lam fra skuldrene og ned siden en cykelulykke for ti år siden.

Opsætningen, der gør det muligt for Kochevar at bevæge sin arm igen, er en neuroprotetik, der involverer to små optagechips implanteret i hans motoriske cortex og yderligere 36 elektroder indlejret i hans højre arm.



Nu, under besøg, han aflægger i et Ohio-laboratorium hver uge, bliver signaler indsamlet i hans hjerne fanget og sendt til hans arm, så han kan lave nogle simple frivillige bevægelser. Jeg var fuldstændig overrasket, siger Kochevar.

Med videnskabsmænd, der kiggede på og overvågede banker af elektronik, var han til sidst i stand til at drikke ud af en kaffekop og fodre sig selv med kartoffelmos, selvom han er nødt til at hvile armen på en mekaniseret sele for at gøre det. Det største, jeg ikke kan gøre, er at bevæge min arm op og ned af mig selv, siger han.

Forskere har tidligere udstyret forsøgsdyr og et dusin eller deromkring mennesker med hjerneimplantater for at lade dem styre computermarkører eller robotarme direkte med deres tanker. Det nye arbejde viser, hvordan forskere forsøger et næste skridt ved at fusionere hjerne-computer-grænseflader med funktionel elektronisk stimulering eller chokere muskler i lemmerne, så de trækker sig sammen og forårsager bevægelser.

Det, vi gør, er at omgå rygmarvsskaden, siger Bolu Ajiboye, den biomedicinske ingeniør ved Case Western Reserve University, der ledede eksperimentet, som rapporteres i dag i The Lancet .

Sidste år rapporterede et andet hold, at de brugte et hjerneimplantat til at genoprette delvis håndbevægelse til et andet emne.

Når en arbejdsdygtig person bevæger sig, genererer hjernen en tanke eller kommando i form af elektriske impulser. De rejser normalt ud gennem rygmarven og til lemmerne. Hos en person med en større rygmarvsskade, som Kochevar har, er denne vej blokeret.

For at forsøge at komme uden om skaden bruger Ajiboye de to chips, der er implanteret i Kochevars hjerne, til at måle, hvordan neuroner affyrer, når han tænker på at bevæge sig. Signalerne, behandlet af en matematisk algoritme, transmitteres derefter til elektroderne i Kochevars over- og underarm. Undersøgelsen er en del af en pilotforsøg af forskere ved Case Western Reserve University og Cleveland Functional Electrical Stimulation Center.

Først skulle jeg tænke rigtig meget for at få det til at gøre noget, siger Kochevar. Jeg tænker stadig på det, men jeg erkender ikke, at jeg tænker på det.

Kochevars armbevægelser forbliver meget begrænsede og langsomme. Andrew Schwartz, professor i neurobiologi ved University of Pittsburgh, siger, at forskere bliver nødt til at blive bedre til at omsætte tanker til det komplekse sæt af muskelaktiveringer, der er nødvendige for mere komplicerede eller flydende armbevægelser.

Mekanikken i at få musklerne til at trække sig sammen med en ønsket bevægelse er et rigtigt hårdt problem, og jeg er ikke sikker på, at de har bevæget sig ret langt i den retning, siger han.

Det er kun én grund til, at hjernegrænseflader sandsynligvis stadig er mange år væk fra at være praktiske. Kochevars implantater er for eksempel forbundet til to store piedestaler, der sidder på toppen af ​​hans hoved, som en computer derefter er forbundet til. Og selve hjerneelektroderne ville forventes at ophøre med at optage om et til fire år, siger Maryam Shanechi, en forsker i hjerne-computergrænseflade ved University of Southern California. Shanechi siger, at patienter måske ikke ønsker at tage risikoen for at få hjerneimplantater, der ikke er langvarige.

skjule