След години в инвалидна количка: Парализиран мъж проходи с помощта на изкуствен интелект

Швейцарски учени поставят импланти, които предоставят "цифров мост" между мозъка на пациента и неговия гръбначен стълб

OFFNews 25 май 2023 в 13:38 6389 1

Герт-Ян Оскам

Снимка Jimmy Ravier/EPFL

проходилият Герт-Ян Оскам

След години парализа мъж проходи нормално, благодарение на изкуствен интелект. Случаят е публикуван в най-престижното научно списание Nature на 24 май 2023, цитирано от специализирания портал за неврология Невромедия.

Безспорно, изкуственият интелект променя повратно живота ни с всеки изминал ден. За този човек и много като него в бъдеще, бързият напредък на технологиите и изкуственият интелект през последните години, вече намира животоспасяващо приложение.

Герт-Ян Оскам живее в Китай през 2011 година, когато попада в ПТП, което го оставя парализиран от кръста надолу, но явно не завинаги. Сега, с комбинация от устройства, учени са успяват да възвърнат контрола му над долната част на тялото.

„Уловихме мислите на Герт-Ян и преведохме тези мисли в стимулация на гръбначния стълб, за да възстановим волевите движения“, казва Грегор Куртин, специалист по гръбначен стълб в Швейцарския федерален институт по технологии, Лозана, на проведената пресконференция ден по-рано.

Жоселин Блох, невроучен от Университета в Лозана, който поставя имплантите на Оскам, добавя: „В началото за мен това бе като научна фантастика, но днес е реалност.“

„12 години се опитвам да върна краката си“, казва щастливият мъж, „сега се научих да ходя нормално, естествено.“

Изследователите от Швейцария описват имплантите, които предоставят, като „цифров мост“ между мозъка на Оскам и неговия гръбначен стълб, заобикаляйки пострадалите гръбначни сегменти.

Откритието позволява на 40-годишния Оскам да стои, да ходи и да изкачва стръмен склон само с помощта на ходилка. Повече от година след като имплантът е поставен, той запазва тези умения и дори показва признаци на неврологично възстановяване, ходейки дори когато имплантът е изключен, с помощта на патерици.

В последните десетилетия има няколко значими напредъка в технологичното лечение на травми на гръбначния стълб.

През 2016 година, група учени под ръководството на д-р Куртин успява да възстанови способността на парализирани маймуни да ходят, а друга група помогна на мъж да възвърне контрола над увредената си ръка. През 2018 година, друга група учени, също под ръководството на д-р Куртин, разработва начин за стимулиране на мозъка с генератори на електрически импулси, позволявайки на частично парализирани хора да ходят и карат велосипеди отново.

Значителен напредък се отбелязва през миналата година, когато по-сложни процедури за стимулиране на мозъка позволяват на парализирани субекти да плуват, ходят и карат велосипед в рамките на един ден от лечението.

През изминалите години Оскам е подлаган на процедурите и възвръща някаква способност да ходи, но в крайна сметка неговото подобрение стига до плато. На пресконференцията пациентът споделя, че тези технологии за стимулиране са го оставили с усещането, че има нещо чуждо в движението, дистанция между ума му и тялото му.

„Новото устройство промени това“, казва той, „Стимулирането преди контролираше мен, сега аз контролирам стимулирането.“

Герт-Ян Оскам

Мозъчно-гръбначният интерфейс, както изследователите го наричат, използва изкуствен интелект, който декодира мисли, за да прочете намеренията на мъжа, откриваеми като електрически сигнали в мозъка му, и да ги съпостави с движенията на мускулите. Етиологията на естественото движение, от мисъл до намерение и действие, е запазена. Единственото допълнение, както го описва д-р Куртин, е цифровият мост, който преминава през пострадалите части на гръбначния стълб.

„Това повдига интересни въпроси за автономията и източника на командите. Продължава размиването на философската граница между мозък и технология“, коментира Андрю Джаксън, невроучен от Университета в Нюкасъл, който не е участник в изследването.

Д-р Джаксън добавя, че учените в тази сфера теоретизират за свързването на мозъка със стимулатори на гръбначния стълб от десетилетия, но това е първият път, когато постигат такъв успех при човек.

За да постигнат този резултат, учените първо поставят електроди в черепа и гръбначния стълб на пациента. След това екипът използва програма за машинно обучение, за да наблюдава кои части на мозъка се активират, когато той се опитва да движи различни части на тялото си.

Този декодер на мисли е в състояние да съпостави активността на определени електроди с конкретни намерения: една конфигурация светва, когато Оскам се опитва да движи глезените си, друга - когато се опитва да движи хълбоците си.

След това учените използват друг алгоритъм, за да свържат мозъчния имплант с гръбначния имплант, който е настроен да изпраща електрически сигнали към различни части на тялото му, провокирайки движение. Алгоритъмът може да се справи дори с дребни вариации в посоката и скоростта на всяко мускулно съкращение и отпускане. Тъй като сигналите между мозъка и гръбначния стълб са изпращани на всеки 300 милисекунди (близо до естественото закъснение, бел. ред.), Оскам може бързо да коригира стратегията си. Още при първата сесия на лечение той успява да движи мускулите на хълбока си.

През следващите месеци учените настройват фино мозъчно-гръбначния интерфейс, за да е подходящ за основни действия като ходене и стоене. Оттогава Оскам е със сравнително стабилна походка и може да се справи със стълби и рампи с относителна лекота, дори след месеци без лечение. Година по-късно той забелязва подобрения в движението си и без помощта на мозъчно-гръбначния интерфейс. Учените документират този напредъка с тестове за опора на тежестта, балансиране и ходене.

Сега Оскам може да ходи в ограничен обхват в дома си, да влиза и излиза от кола, или да чака на бара за напитка.

Учените признават, че имат ограничения в работата си. Детайлните намерения в мозъка са трудни за различаване и макар текущият мозъчно-гръбначен интерфейс да е добър за ходене, същото вероятно не може да се каже за възстановяването на движението на горната част на тялото.

Друг недостатък на метода е, че лечението е инвазивно (оперативно), изисква множество интервенции и часове физиотерапия след тях. Настоящата система не решава всички проблеми с парализата на гръбначния стълб.

Въпреки това, екипът е обнадежден, че напредъкът в бъдеще би направил лечението по-достъпно и системно ефективно. „Това е нашата истинска цел“, казва д-р Куртин, „да направим тази технология достъпна по целия свят за всички пациенти, които имат нужда от нея.“

Най-важното
Всички новини
Най-четени Най-нови