Beyin ve omurga arasındaki iletişimi yeniden sağlayan bir sistem, omurilik yaralanması nedeniyle felçli bir adamın doğala yakın yürüme yeteneğini yeniden kazanmasına olanak sağlamıştır.
Hastanın beyin aktivitesinin kodu çözüldükten sonra, beyin -spine arayüzünün kalibre edilmesi yalnızca birkaç dakika sürdü, ardından adam hareketler üzerinde doğal bir kontrole sahip olduğunu bildirdi. Araştırmacıların 24 Mayıs’ta Nature dergisinde bildirdiğine göre, hâlâ koltuk değneklerine ihtiyacı var ancak rampalarda ve basamaklarda kolayca gezinerek önceki tedavilerden elde edilen kazanımları geride bırakıyor.
“Sonuçlar olmasını umduğum şeyle tutarlı, bu cesaret verici” Çalışmaya dahil olmayan, Downey, California’daki Rancho Los Amigos Ulusal Rehabilitasyon Merkezi’nde fizyolog olan V. Reggie Edgerton diyor. Yine de omurilik felci tedavisi açısından “Wright kardeşler ve uçuş aşamasındayız” diyor.
Science News başlıkları, gelen kutunuzda
En son Science News makalelerinin başlıkları ve özetleri, her Perşembe e-posta gelen kutunuza gönderilir.
Kaydolduğunuz için teşekkür ederiz!
İşte kaydolmanızda sorun oldu.
Omurilik yaralanmaları, beyin ve omurga arasındaki iletişimi kesintiye uğratarak felce neden olabilir. Önceki araştırmalar, omurilik sinirlerinin uyarılmasının hareket üretebileceğini gösterdi (SN: 3/8/22), ancak bu, bir hastanın kendi beyin aktivitesinin bacak hareketlerinin istemli kontrolünü yeniden sağlamak için ilk kez kullanılmasıdır.
{ 1}12 yıl önce bir bisiklet kazası geçiren ve ilk adı olan Gert-Jan ile tanınmayı tercih eden 40 yaşındaki adam, tam olmayan bir omurilik yaralanmasıyla felç oldu. Altı yıl sonra, bacak hareketlerini kontrol eden sinirleri uyaran bir omurilik implantı içeren bir klinik deneye katıldı. Yürüteçle adım atma yeteneğini yeniden kazandı, ancak bu, önceden programlanmış sinir uyarım modellerini tetiklemek için hareket sensörleri tarafından algılanan doğal olmayan topuk hareketleri yapmayı içeriyordu. Çalıştırma ve durdurmada güçlük çekiyordu ve yalnızca düz yüzeylerde yürüyebiliyordu.
Yeni çalışma, kontrolü Gert-Jan’ın beynine devretmeyi amaçlıyordu. İsviçre’deki École Polytechnique Fédérale de Lozan’da sinirbilimci olan Grégoire Courtine, “[omurilik implantı] stimülasyonunu üç yıl boyunca kullanmasına rağmen, iyileşmesinde bir platoya ulaştı ve yeni beyin kontrollü stimülasyonu kullanmakla ilgilenmeye başladı” diyor. . “Böylece o bizim ilk test pilotumuz oldu.”
Courtine ve meslektaşları, düşünceyi harekete çeviren bir sistem oluşturmak için bir beyin implantı eklediler. Beynin yüzeyinde bulunan iki elektrot dizisi, beynin doğrudan kas hareketlerine yardımcı olan bir bölgesi olan sensorimotor korteksteki aktiviteyi kaydeder. Bu sinyaller kablosuz olarak, onları omurilik implantına iletilen stimülasyon modellerine dönüştüren bir işleme birimine gönderilir.
İmplantasyondan sonra, Courtine ve meslektaşları, Gert-Jan’dan onun bacak eklemlerini analiz ederken bacak eklemi hareketlerini denemesini istedi. beyin aktivitesi. Araştırmacılar, farklı aktivite kalıplarının kalça, diz ve ayak bileği hareketlerini farklılaştırdığını ve beyin sinyallerini amaçlanan hareketlerle eşleştirmelerini sağladığını buldu. Ekip, yürüme hareketlerini yeniden oluşturmak için ağırlık vermeyi, öne doğru itmeyi ve bacak sallamayı kontrol eden kasları hedef alan stimülasyon kalıpları oluşturdu. Kullanım sırasında bir yapay zeka algoritması, gelen beyin sinyallerini omurilik implantı için uygun komut sinyallerine çevirir.
Araştırmacılar, Gert-Jan’ın hareket miktarını kontrol edebilmesi için sistemi kalibre etti. Courtine, “Bu, daha akıcı bir yürüyüş modeli sağlıyor” diyerek, onun ayak yerleşimini ayarlamasına ve hatta merdivenleri tırmanmasına yardımcı oluyor.
Science News’e Abone Olun
En güvenilir kaynaktan harika bilim gazeteciliği kapınıza kadar gelsin.
“Daha önce uyarım beni kontrol ediyordu ve şimdi uyarımı kontrol ediyorum” Gert-Jan, 23 Mayıs’ta bir basın toplantısında söyledi.
Araştırmacılar, cihazı kullanırken uygulanan bir “nörorehabilitasyon” eğitim programının, beyin-omurga arayüzü kapalıyken bile hareket kabiliyetinde gelişmelere yol açtığını buldu. Courtine, “Bu, yeni sinir bağlantılarının geliştiğini gösteriyor” diyor.
Araştırmacıların, bu iyileşmenin nasıl çalıştığı hakkında daha fazla bilgi sahibi olması gerekiyor. “Soru şu: Beynin neresi omuriliğin neresine bağlanıyor? Ve biz bunu gerçekten bilmiyoruz,” diyor Edgerton. “İkisinin birlikte nasıl çalıştığını çözmemiz gerekiyor.”
Gert-Jan’ın iyileşme derecesi, evde bağımsız olarak dolaşmak veya bir barda durup biriyle içki içmek gibi yaşam kalitesinde artış sağladı. Arkadaşlar. Edgerton, “Tamamen felçli birçok insanın amacı bu” diyor. “Bir barda dikilip insanlarla göz göze gelmek.” Pek çok felçli insan, banyo işlevi ve kan basıncı gibi diğer sorunlara öncelik verse de, bu çalışma yalnızca hareketliliği yeniden sağlamayı amaçlıyordu.
Gert-Jan, sistemi yaklaşık iki yıldır kullanıyor, diyor Courtine ve beyin implant sabit ve güvenilir kaldı.
Araştırmacılar, yaklaşımın diğer hastalarda işe yarayacağını düşünüyor, ancak iyileşme derecesinin yaralanmanın ciddiyetine bağlı olabileceği konusunda uyarıda bulunuyor. Courtine, “Beklentileri ayarlamak için dikkatli olmalısınız” diyor. “Ancak, özellikle tam olmayan omurilik yaralanması olan kişilerde aynı sonucu elde edebileceğimizden eminim.”
Ekip, yine Ecole’den sinirbilimci Henri Lorach, yaklaşımı üst uzuvlara da uygulamayı planlıyor. Polytechnique Fédérale de Lozan, basın toplantısında söyledi. “Bu devreleri hedef alacak üç katılımcıda bir klinik deney başlatıyoruz.” Araştırmacılar, felcin neden olduğu felci tedavi etmenin de mümkün olabileceğini söylüyor.
Courtine ve meslektaşları, sistemin Gert-Jan’ın evde kendi başına çalıştırabileceği bir sürümünü geliştirdi, ancak hâlâ daha fazla iyileştirme gerekiyor. Örneğin, işleme birimi hantaldır ve beyin implantı, kafatasına açılan deliklere oturan 5 santimetre genişliğinde iki silindir içerir.
Courtine’in kurucularından Lozan merkezli bir şirket olan Onward Medical çalışıyor Courtine, “hastaların günlük yaşamda kullanması kolay” ticari bir sürüm geliştirmek için beyin implantını ve işleme birimini minyatürleştirmeye odaklandığını söylüyor.