Имплантат, перепрограммирующий мозг: новая надежда для пациентов после инсульта

Инсульт остаётся одной из главных причин стойкой инвалидности в мире. Примерно две трети переживших его людей сталкиваются с серьёзными нарушениями функций рук и кистей. Кто-то со временем восстанавливается. Но многие на годы остаются с параличом или мучительной слабостью. Стартап из Сан-Франциско предлагает решение, которое ещё недавно казалось научной фантастикой: имплантат, считывающий намерения человека, и перчатка, которая возвращает руке способность двигаться.

Как это работает

Устройство, разработанное компанией Epia Neuro, представляет собой дисковидный имплантат, который устанавливается в череп. Он улавливает сигналы мозга, связанные с намерением человека пошевелить рукой. В комплекте идёт перчатка с моторным приводом, которую пациент надевает во время реабилитации или дома.

Нейронные сигналы преобразуются алгоритмами искусственного интеллекта. Система объединяет их с данными с датчиков на самой перчатке. Так устройство предсказывает и запускает хватательное движение. Постепенно система обучается связывать определённые сигналы мозга и контекстную информацию с желанием человека сжать или разжать кисть.

Главный исполнительный директор Epia Мишель Махарбиз, профессор Калифорнийского университета в Беркли, поясняет суть: «У этих пациентов очень слабый хват. Это очень распространённая проблема. Если просто вернуть им способность надёжно держать предметы, в их повседневной жизни откроется огромное количество возможностей». Улучшение функции руки может означать разницу между способностью одеваться или есть самостоятельно и необходимостью постоянного ухода.

Пластичность как основа

Технология опирается на свойство нейропластичности — способности мозга изменяться и создавать новые связи. Во время инсульта кровоснабжение части мозга прерывается, клетки лишаются кислорода, ткани повреждаются. Если пострадала моторная зона, наступает паралич и мышечная слабость.

Когда человек с параличом пытается пошевелиться, его мозг всё равно генерирует сигналы, связанные с движением. Но травма блокирует их путь к мышцам. Имплантат Epia собирает сигналы из неповреждённой части мозга, определяет намерение и преобразует его в движение через перчатку.

«Мы можем обучить систему распознавать намерения пользователя в отношении той функции, которую пытаемся компенсировать», — объясняет Махарбиз.

Повторное использование системы может укрепить нейронные пути, связанные с движением, со временем уменьшая зависимость пациента от перчатки.

Отличие от других интерфейсов

На рынке появляется всё больше компаний, разрабатывающих интерфейсы «мозг-компьютер». Нейролинк Илона Маска собирает средства на устройства, позволяющие людям с тяжёлыми моторными нарушениями управлять компьютером или говорить цифровым голосом. Другие проекты сосредоточены на управлении роботизированными руками.

Дэвид Лин, невролог и директор клиники нейровосстановления в Массачусетской больнице, консультирующий Epia, проводит важное различие: «Многие интерфейсы позволяют человеку печатать на экране или управлять роботизированной рукой. Это отличается от реабилитационного решения, где само использование устройства ведёт к пластичности мозга, к изменению связей между мозгом и спинным мозгом. И после того как вы снимете перчатку, собственная функция руки и кисти улучшится».

Процедура и перспективы

Имплантат Epia устанавливается вместо удалённого небольшого фрагмента черепа. Махарбиз утверждает, что операция занимает менее часа. Нейрохирурги помогали разрабатывать устройство, которое при необходимости можно будет заменить или обновить. Пациент заряжает имплантат с помощью наушников — каждые несколько дней.

Ранее Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США уже одобрило носимый интерфейс «мозг-компьютер» с роботизированной перчаткой под названием IpsiHand. Испытания на тридцати пациентах показали улучшение моторного контроля после двенадцати недель использования. Но в исследовании не было контрольной группы. И пятнадцать из шестидесяти девяти кандидатов не смогли генерировать узнаваемые мозговые сигналы, необходимые для работы устройства.

Махарбиз настаивает, что имплантируемое устройство необходимо для извлечения значимых сигналов, поскольку оно находится ближе к мозгу, чем носимое.

Первые испытания

Компания планирует провести первую демонстрацию технологии на человеке в конце 2026 года в больнице Ленокс-Хилл в Нью-Йорке. Затем последуют испытания на других площадках. Если они окажутся успешными, устройство может стать новой главой в лечении последствий инсульта.

Вопросов пока больше, чем ответов. Как долго сохраняется эффект после прекращения использования? Насколько сложна операция по замене имплантата? Смогут ли пациенты с обширными поражениями мозга генерировать достаточно чёткие сигналы? Но сам подход — не просто компенсировать утраченную функцию, а через многократное использование перенастроить мозг, заставить его заново учиться управлять телом — звучит как обещание, от которого невозможно отказаться. И для миллионов людей, чьи руки больше не слушаются их, это обещание может стать единственным светом в конце туннеля.