Команда нейробиологов из Швейцарии помогла парализованному человеку восстановить подвижность через 12 лет после тяжелой аварии на мотоцикле. Их секрет? Экспериментальный имплантант, который помог восстановить деятельность центральной нервной системы, устранив разрыв между головным и спинным мозгом.  

Ходьба для здорового человека является относительно простым занятием, но для этого требуется слаженная работа головного и спинного мозга, а также мышц ног. Чтобы приказать ногам двигаться вперед, мозг должен послать соответствующие команды нейронам в пояснично-крестцовом отделе спинного мозга, которые затем передают эти команды нижним конечностям. Если путь между головным мозгом и пояснично-крестцовым отделом позвоночника поврежден или разорван, эти исполнительные команды не смогут выполняться, что делает ходьбу невозможной. 

Такая беда случилась с Гертом-Яном Оскамом, который парализован ниже бедер с 28 лет. В результате дорожнотранспортного происшествия Оскам получил редкое, но тяжелое повреждение нейронов пояснично-крестцового отдела спинного мозга, из-за чего его мозг не смог передавать двигательные команды. Эта травма сделала его "идеальным кандидатом" на интерфейс мозг-позвоночник, или «digital bridge» (цифровой мост), который, как надеялись ученые, восстановит связь между головным мозгом и пояснично-крестцовым отделом спинного мозга.

Оскам учится ходить благодаря вживленным электродам.

"Цифровой мост" состоит из чипа с искусственным интеллектом и подключенных к нему электродов, которые соединены с головным и спинным мозгом Оскама. Эти электроды улавливают электрические сигналы в мозгу, которые передают двигательные намерения Оскама и его следующие движения. Ученые расшифровали эти сигналы с помощью искусственного интеллекта и сопоставили их с движениями мышц. Сигналы были отправлены на имплантат спинного мозга, который затем отправил сигналы в нижнюю часть тела Оскара. 

Во время первого курса лечения Оскам восстановил способность поворачивать бедра. Следующие несколько месяцев были потрачены на совершенствование интерфейса для лучшего предсказания действий, связанных с ходьбой, что позволило Оскаму сформировать здоровую, естественную походку. Через год он смог пользоваться ступеньками и пандусами, садиться в машину и выходить из нее.

Предыдущие попытки восстановить подвижность у парализованных пациентов включали постоянную электрическую стимуляцию спинного мозга. Чтобы осуществить это, носимые датчики движения должны были предсказывать следующие действия тела на основе остаточных движений или компенсационных реакций, таких как дополнительные усилия по балансировке. К сожалению носить комплект датчиков движения не только неудобно, но и расчеты системы не совершенны, что привело к неестественной походке и неудобствам при смене местности.

Установка электродов в черепе и спинном мозге является крайне опасной процедурой, поэтому у цифрового моста есть свои недостатки. Он также не подходит для всех случаев паралича спинного мозга. Тем не менее, экспериментальная система может оказаться полезной для тех, кто в настоящее время лишен подвижности и считает, что такие приспособления, как инвалидные коляски, устарели и неудобны.