Управление роботизированным протезом силой мысли: взята новая высота

Женщина, в мозг которой вживили вдвое больше электродов, чем участнику предыдущего эксперимента, смогла двигать искусственной рукой с беспрецедентным мастерством.

Полностью парализованная ниже шеи женщина вернула себе способность взаимодействовать с окружающим миром благодаря самому передовому интерфейсу «мозг — компьютер».

В феврале в моторную кору пациента были имплантированы две микросхемы габаритами 4×4 мм по 96 электродов в каждой. От них через череп идут провода к компьютеру, который переводит мысли в сигналы для роботизированной руки.

Участница предыдущего эксперимента Кэти Хатчинсон смогла впервые напоить сама себя после 15 лет послеинсультного паралича. (Фото Университета Брауна.)

В мае исследователи из Университета Брауна (США) рассказали о том, что парализованный пациент с помощью роботизированного протеза смог выполнять простые повседневные задачи — например, подносить ко рту банку с трубочкой. Эндрю Шварц и Дженнифер Коллингер из Питсбургского университета (США) и их коллеги шагнули ещё дальше: имплантировано вдвое больше электронов, и пациент стал способен на более сложные движения.

Некоторые специалисты предупреждают, что трудно делать выводы о потенциале технологии на примере единичного случая. Мигель Николелис из Университета Дьюка (США) к тому же отмечает: чем больше нейронов считывается, тем точнее и сложнее манипуляции с подключёнными устройствами. Но, увы, нельзя сказать, сколько нейронов в действительности задействовала питсбургская группа.

Статья, опубликованная в журнале Lancet, описывает 13-недельный прогресс женщины, обучавшейся управлению роботизированной рукой. После имплантации электродов она воображала, что это её собственная конечность. Всё это время компьютер фиксировал нейронную активность в моторной коре: эта информация была необходима для максимально корректной расшифровки сигналов. Только после этого включили обратную связь: женщина думала о том, что хотела бы пошевелить рукой тем или иным образом, протез начинал двигаться, и пациентка мысленно реагировала на правильное и неправильное распознавание её мысли.

Затем начался период полноценных испытаний, и уже на второй день участница эксперимента смогла двигать рукой в трёх измерениях. Попрактиковавшись, она научилась перемещать кубики и прочие объекты на столе и даже подняла килограммовый камень. Исследователи отправились писать статью, но женщина продолжала работать. Г-н Шварц отмечает, что недавно она смогла взять кусочек шоколада и отправить его в рот.

Протез, разработанный по договору с Управлением перспективными исследованиями Министерства обороны США (DARPA), снабжён 17 двигателями и 26 «суставами». Его авторы не исключают, что это самая сложная искусственная конечность в мире. Руководитель группы разработчиков Майкл Маклафлин из Университета Джонса Хопкинса (проект Modular Prosthetic Limb) обещает, что в будущем его питсбургские партнёры попытаются применить более сотни датчиков, которыми обладает рука. Они способны воспринимать вибрацию, давление, температуру и т. д. Группа также работает над созданием беспроводной версии, чтобы «из головы не торчали провода».

Подготовлено по материалам Technology Review.