II

Первый в своем роде мозговой имплантат на базе искусственного интеллекта восстановил движение и чувствительность у человека с квадриплегией, причем некоторые из вновь обретенных способностей сохраняются, даже когда устройство не включено.

«Это первый случай, когда мозг, тело и спинной мозг были соединены вместе электронно у парализованного человека, чтобы восстановить длительное движение и чувствительность», — сказал Чад Бутон, руководитель исследования и вице-президент по передовым разработкам в Northwell Health.

Соревнование: Почти 5,4 миллиона человек в США живут с той или иной степенью паралича. Кит Томас, 45-летний мужчина из Нью-Йорка, является одним из них — он потерял способность чувствовать или двигаться ниже груди в результате несчастного случая при нырянии в 2020 году.

«Я, как обычно, нырнул агрессивно, а потом просто потерял сознание», — сказал Томас. «Следующее, что вы помните, на лужайке перед домом появился вертолет. На следующий день я даже не мог пошевелиться».

«Было время, когда я не знал, буду ли я вообще жить и хочу ли я этого, честно говоря».

Мозговой имплантат на базе искусственного интеллекта:В 2021 году Томас согласился принять участие в клиническом исследовании, в котором врачи будут использовать комбинацию имплантатов, электродов и алгоритмов искусственного интеллекта, чтобы создать мост между его мозгом и конечностями.

Благодаря этой технологии он теперь может двигать руками и даже снова чувствовать ощущения.

«Было время, когда я не знал, буду ли я вообще жить и хочу ли я этого, честно говоря», - сказал Томас. «И теперь я чувствую прикосновение человека, держащего меня за руку. Это ошеломляет».

15-часовая операция, бодрствование:В начале исследования команда Бутона использовала функциональную МРТ (фМРТ), чтобы создать карту мозга Томаса, определив области, связанные с движением рук и ощущением кистей.

В марте 2023 года Томас перенес 15-часовую операцию по установке имплантатов в мозг. Чтобы гарантировать, что они попадут именно в нужные места, во время операции его не давали спать, а врачи сообщали, что он чувствовал в своих руках, когда они исследовали различные части его мозга.

«Мы вставили два чипа в область, отвечающую за движение, и еще три — в часть мозга, отвечающую за прикосновение и чувствительность пальцев», — рассказал ведущий хирург Ашеш Мехта.

После операции исследователи использовали два порта, которые они разместили в черепе Томаса, чтобы подключить его мозговые имплантаты к компьютеру. Затем компьютер подключили к электродам, наложенным на его позвоночник и мышцы предплечий.

Алгоритмы искусственного интеллекта были обучены обнаруживать и интерпретировать сигналы мозга, которые подаются, когда Томас думает о движении рук. Затем компьютер посылает сигналы на электроды на его руке — они стимулируют его мышцы таким образом, что тело фактически выполняет те движения, о которых он думает.

Этот тип системы называется нейронным шунтированием или «нейронным мостом», поскольку он соединяет мозг и конечности, минуя место травмы позвоночника. Раньше его использовали для восстановления движения у людей с параличом, но команда Томаса не остановилась на одном нервном шунтировании.

Чтобы восстановить чувствительность рук Томаса, исследователи подключили компьютер к крошечным датчикам на кончиках его пальцев и ладони. Алгоритмы искусственного интеллекта преобразуют данные датчиков в сигналы, которые стимулируют его мозг таким образом, чтобы он мог чувствовать, когда к его руке прикасаются.

«Мы считаем, что эта электрическая стимуляция пробуждает цепи, которые были повреждены и бездействовали в течение трех лет».

Мысленная терапия:Двойной нейронный шунт — это не просто вспомогательное устройство, оно также предназначено для реабилитации Томаса.

Хотя он использует мозговой имплантат с искусственным интеллектом, электродная повязка на его позвоночнике также стимулирует его спинной мозг. Похоже, это помогает восстановить естественную связь между его мозгом, позвоночником и конечностями — теперь он может чувствовать некоторые ощущения в руках и кистях, даже когда система выключена, а сила его рук увеличилась вдвое с начала испытания.

«Мы считаем, что эта электрическая стимуляция пробуждает цепи, которые были повреждены и бездействовали в течение трех лет», — сказал Бутон журналу TIME.