Vmesniki možgan-stroj ponujajo upanje za možganske poškodbe, vizija
Novo področje opisuje prizadevanja za uporabo znanega o tem, kako možgani obdelujejo in pakirajo informacije, da bi razvili stroje ali naprave, ki ljudem pomagajo, da si po poškodbi ali bolezni povrnejo funkcijo.
Pomislite: samo vaši možgani lahko nadzorujejo kazalko računalnika.
To ni tako znanstveno fantastično, kot se sliši. Na Neuroscience 2010 v San Diegu ta teden so na letnem srečanju Društva za nevroznanost raziskovalci poročali o tem, kako vmesniki med možgani in stroji omogočajo nadzor možganov nad kazalci, pospešujejo obnovitev nadzora nad roko pri bolnikih z možgansko kapjo in ponujajo upanje za povrnitev vida po poškodbi mrežnice.
V samo 6 minutah so se udeleženci ene študije naučili, kako premakniti kazalko zaslona samo s svojimi mislimi, je povedala dr. Anna Rose Childress, raziskovalka na Medicinski fakulteti Univerze v Pennsylvaniji.
Takole: Udeleženci so bili znotraj funkcionalnega MRI skenerja, ki beleži pretok krvi v možganskih predelih, ki so aktivni. Druge raziskave kažejo, da lahko ljudje, ko dobijo povratne informacije o teh možganskih signalih, pridobijo nadzor nad njimi.
Ko so udeleženci ležali v skenerju, so se računalniki naučili odkrivati dva vzorca možganov, ki sta jih razstavljala prostovoljca. V enem so bili udeleženci pozvani, naj razmišljajo o udarcu teniške žogice, v drugem pa naj si predstavljajo premikanje iz ene sobe v drugo.
Nato so ponovili miselne vzorce in premaknili kazalko zaslona, povezano z njihovo možgansko aktivnostjo.
"Vsaka misel je povezana z aktivnostjo v določenem možganskem delu," je dejala Childress. Teniška žoga je predstavljala ponavljajoče se aktivnosti rok in premikanje iz sobe v sobo je predstavljalo prostorsko navigacijo.
Vseh 14 preiskovancev je lahko po kratkem treningu premikalo kazalec z mislimi.
V drugih raziskavah je kombinacija možganske stimulacije in fizikalne terapije pospešila okrevanje nadzora nad roko pri bolnikih z možgansko kapjo, je dejal dr. Satoko Koganemaru, raziskovalec na univerzi v Kjotu na Japonskem.
"Kap povzroči nenavadno povečano mišično napetost in mišično oslabelost," je dejala.
9 bolnikom z možgansko kapjo je dajala transkranialno magnetno stimulacijo, neinvazivno tehniko, ki se včasih uporablja za zdravljenje depresije. Nanesli so ga na možgansko stran, ki je bila poškodovana zaradi možganske kapi, na območju, povezanem z motoričnim nadzorom.
Bolniki so opravljali tudi "gibalne vaje", krčili in sproščali mišice svojih prstov in zapestja.
Kombinirano zdravljenje se je nadaljevalo dvakrat na teden 6 tednov.
Koganemaru je pokazal posnetek enega pacienta. "Ugotovili smo, da lahko bolnik zapestje in roko premika v širšem obsegu," je dejala. Tudi bolnica je imela močnejši oprijem, je dejala.
Tri mesece kasneje so se izboljšave ohranile. Zakaj? "Z vadbo in možgansko stimulacijo se možgani prilagajajo," je dejal Koganemaru, "kar omogoča boljši nadzor nad mišicami."
Za ljudi z degenerativno boleznijo mrežnice je videti, da lahko nova umetna mrežnica povrne bolj normalen vid kot obstoječi protetični pripomočki mrežnice, je dejala dr. Sheila Nirenberg, raziskovalka na Medicinski fakulteti Weill Cornell v New Yorku.
"Nič ni blizu normalnega vida," je dejala. Druge naprave so se osredotočile na povečanje števila celic, ki se ponovno aktivirajo v poškodovani mrežnici, je dejala. Nova naprava presega to. "Razvili smo mrežnični protetik, ki vključuje živčno kodo mrežnice."
Nirenberg je dejal, da ni dovolj zgolj spodbuditi celice, temveč jih je treba spodbuditi s pravo kodo - kodo, ki jo mrežnica pošlje možganom, ki slike pretvori v signale, ki jih možgani lahko razumejo.
V novi napravi dajalnik posname sliko in jo pretvori v kodo, ki jo uporabljajo ganglijske celice, ki prejemajo vizualne informacije od zunaj. Nato ima pretvornik ganglijske celice "ogenj" v skladu s kodo. Rezultat je bolj naravna slika, ne le zaznavanje madežev in robov.
Nova naprava je rekonstruirala obraze, pokrajine in celo časopisni papir, je dejal Nirenberg.
"Zmogljivost sistema skoči na skoraj normalno raven," je dejala. Sistem je bil doslej preizkušen samo na živalih, vendar Nirenberg kmalu načrtuje študije na ljudeh.
Vir: Društvo za nevroznanost
