Ходить снова с помощью мысли.
Иисус говорит ему: встань, возьми постель твою и ходи.
Иоанна 5:8Тот, кто видел, как Клэр Ломас завершила в этом году Лондонский марафон 7 Мая не могут не быть восхищеными ее волей и решимостью. Ms Ломас, совершившая такой рывок, была парализована от груди вниз в результате несчастного случая во время верховой езды в 2007 году, и поэтому для нее окончаник марафона, хотя и проделанного в пешей ходьбе, было победой в драматический борьбе. Но часть хвалебных слов, однако, должна быть зарезервирована для технологий, которые помогли ей сделать это: пары бионических ног.
Ноги Мс. Ломас были разработаны Амит Гоффером, израильским инженером, который сам был парализован. Они имеют различные режимы (“сидеть”, “стоять” и “прогулка”, а также “восхождение” и “спуск” для лестниц) и контролируются клавиатурой носимой на запястье. При ходьбе также необходима помощь костылей. Но ноги доктора Гоффера позволили Ms Ломас пройти марафон 42.195km (26 и миль 385 ярдов) в несколько этапов, в течение 16 дней.
Однако этот рекорд может не продержаться слишком долго. Другой инженер, Хосе Контрерас-Видаль из университета в Хьюстоне, штат Техас, имеет то, что может оказаться даже гораздо лучшей конструкцией: пару бионических ног, которые отвечают непосредственно на сигналы из мозга. (Ранняя версия на фото выше).
Идея машин, управляемых мыслью не нова. Исследования и на людей и на обезьянах показали, что это возможно для них, чтобы управлять механическими конечностями с большой точностью, используя программное обеспечение, которое интерпретирует сигналы, полученные с электродов, вживленныех в их мозг. (Последний такой эксперимент, позволяющий парализованным людям управлять роботизированными руками и руками, описан в этой статье.) Проблема с этим подходом заключается в том, что имплантация электродов в мозг-опасная процедура, и, даже если это удается, то провода, ведущие из черепа к компьютеру открывают проход в организме, через которые может проникнуть инфекция.
Подход д-ра Контрерас-Видал, позволяет сгладить эти трудности, используя электроэнцефалографию (ЭЭГ), которая измеряет электрические сигналы от мозга, чтобы добраться до головы. Записи электроды могут быть размещены поверх крышки черепа, и ничто не должно проникать под кожу. Такие вторичные управляющие сигналы не так точны, как полученные непосредственно из самого мозга, и, вероятно, не могут контролировать сложные движения, которые необходимо для управления рукой и кистью. Но эксперименты с помощью ЭЭГ позволили людям делать простые вещи: нажимать кнопки на экране компьютера, перемещать курсор и кликать по нему, или оперировать рычагами пинбола на игровом автомате.
И вот к чему пришел д-р Контрерас-Видал. Несмотря на кажущуюся видимость, ходить гораздо труднее, чем играть в пинбол. Но это легче, чем подбирать что-нибудь с пола. Поэтому он был бы удивилен возможностью использовать устройство на базе ЭЭГ , чтобы управлять набором механических ног. И, короче говоря, он решил, что наверное, можно. Кроме того, в процессе он сократил количество электродов в шлеме ЭЭГ из 30 необходимых для пинбола до дюжины. Это означает, что в конечном итоге шлем будет легче, и его легче будет носить.
Он с группой коллег из университета штата Мэриленд были в состоянии сделать это путем анализа того, что происходит в мозгу, когда человек передвигает ноги. Они использовали систему камер для записи модели движения группы трудоспособных добровольцев, которые шли по беговой дорожке, а затем коррелировал результат с помощью электрических сигналов, обнаруженных одновременно с их скальпов.
Даже простая задача, как просто пошевелить ногами, привлекает многие участки мозга. Они включают в себя фронтальную кору (где принимаются решения), моторную кору головного мозга (которая контролирует мышечную деятельность), соматосенсорную кору головного мозга (где находится чувство осязания ) и часть теменной коры головного мозга, который регулирует кинестетический (в смысле телесных движений, которая состоит из сигналов от мышц и вестибулярного аппарата ушей). Тщательно выбирая места, исследователи смогли охватить все эти области набором всего 12 электродов.
Следующий шаг, над которым они сейчас работают, это перевод полученных результатов в надежные инструкции, с помощью которыех могут работать множество ног. Они сделаны "Рекс Бионикой", фирмой, основанной в Новой Зеландии. Они были частично экзоскелета, который позволяет пользователю стоять и ходить самостоятельно без костылей, и обычно управляется вручную. Чтобы адаптировать их к управлению мыслью, сначала будут произведены эксперименты с группой трудоспособных людей, которые будут расхаживать на искусственных ногах вокруг лаборатории, чтобы усовершенствовать процесс. Потом, если повезет, примерно этим летом начнется полномасштабное испытание в сотрудничестве с группой парализованных волонтеров.
Для тех, кто был искалечен в результате несчастного случая, наподобие понесенного Ms Ломас, д-р Контрерас-видал считает, что это будет просто вопрос, вспомнить, как вы ходили раньше, а затем делать это. Ноги будут реагировать соответствующим образом. Для тех, кто парализован от рождения, это конечно невозможно. Но даже эти несчастные, надеется доктор, смогут воспользоваться этим средством. Понятие, что из себя представляет ходьба с помощью средства, с некоторой практикой может оказаться достаточным, чтобы обеспечить необходимую деятельность мозга.
И не просто передвигаться, а только с пользой. Обретение возможности стоять и ходить восстанавливает в человеке чувство независимости и достоинства, а также помогает улучшить свое здоровье. Поэтому, во время испытаний, группа врачей под руководством Роберта Гроссмана в методистской больнице Хьюстона, будет следить за такими показателями участников плотности костной ткани, функции дыхания и сердечно-сосудистой систем, которые, как ожидается, улучшатся, когда кто-то больше не будет прикован к инвалидному креслу.
Если испытания будут успешными, д-р Контрерас-Видаль и его коллеги считают, что их метод изменит жизнь людей с травмами позвоночника. Это может также выступать в качестве физиотерапии, для оказания помощи пострадавшим от травм, чтобы восстановить функциональность их ног. И это, безусловно, сэкономит много денег. Набор бионических ноги может стоить до $150,000. Но расходы по уходу за 25-летним инвалидом с тяжелой травмой позвоночника в течении жизни составляют около $3000000 . Если он сможет вставать, ходить по магазинам и даже ходить на работу в шлеме д-ра Контрерас-Видала, то как ему, так и налогоплательщикам будет значительно лучше.
Информация
Комментировать статьи на сайте возможно только в течении 14 дней со дня публикации.
