Ο Κιθ Τόμας, που έμεινε παράλυτος από τον αυχένα και κάτω μετά από ατύχημα κατά τη διάρκεια κατάδυσης πριν από έξι χρόνια, έχει ανακτήσει πλέον την ικανότητα να αισθάνεται και να πιάνει αντικείμενα χάρη σε ένα πειραματικό εγκεφαλικό εμφύτευμα.
Η ανακάλυψη, που περιγράφηκε στο περιοδικό Nature Medicine στις 16 Ιουλίου, αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προόδου για τη τεχνολογία διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI). Ο 48χρονος Κιθ Τόμας διατήρησε την ικανότητα τόσο να αντιλαμβάνεται την αφή όσο και να πιάνει αντικείμενα μήνες μετά την απενεργοποίηση του συστήματος. Αυτό υποδηλώνει ότι η τεχνολογία ενδέχεται να αναδιαμόρφωσε το νευρικό του σύστημα προωθώντας τη νευροπλαστικότητα.
«Απενεργοποιήσαμε τα πάντα εντελώς για πολλούς μήνες, κι όμως διατήρησε αυτά τα οφέλη», δηλώνει ο Τσαντ Μπούτον, νευροεπιστήμονας στα Ινστιτούτα Ιατρικής Έρευνας Feinstein στη Νέα Υόρκη, στη Κρίστα Λεστέ-Λασέρ του New Scientist. «Αυτό είναι πρωτάκουστο».
{https://www.youtube.com/watch?v=iORAa2SBPCo}
Το 2023, ο Τόμας υποβλήθηκε σε χειρουργική επέμβαση διπλής νευρικής παράκαμψης στο πλαίσιο μιας κλινικής δοκιμής. Ο Μπούτον και οι συνεργάτες του τοποθέτησαν πέντε συστοιχίες ηλεκτροδίων, τα οποία μετρούν και διοχετεύουν ηλεκτρικά ρεύματα, στον κινητικό και αισθητηριακό φλοιό του εγκεφάλου του. Η ομάδα τοποθέτησε επίσης επιθέματα διεγέρσεων πάνω από τη νωτιαίο μυελό και το αντιβράχιό του.
Όταν ο Τόμας προσπαθούσε να κινήσει το χέρι ή το βραχίονά του, τα εμφυτευμένα ηλεκτρόδια ανίχνευαν την αντίστοιχη εγκεφαλική δραστηριότητα, η οποία αποκωδικοποιούνταν από έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης και μετατρεπόταν σε ηλεκτρικά σήματα που διεγείραν τις επιθυμητές κινήσεις. Ταυτόχρονα, αισθητήρες πίεσης ενσωματωμένοι σε έναν τρισδιάστατα εκτυπωμένο (3D) νάρθηκα μετρούσαν την πίεση κατά το κράτημα και πυροδοτούσαν μοτίβα ηλεκτρικής διέγερσης στον αισθητηριακό φλοιό του εγκεφάλου, δημιουργώντας το αίσθημα της αφής.
Συνολικά, ο αλγόριθμος ερμήνευσε τα εγκεφαλικά του σήματα με ακρίβεια 85%. Μετά από 35 εβδομάδες με το σύστημα, η δύναμη αυξήθηκε κατά 86% στο δεξί του χέρι και κατά 62% στο αριστερό.
«Η ζωή μου άλλαξε δραματικά»
«[Η μελέτη] άλλαξε τη ζωή μου δραματικά», λέει ο Τόμας στην Ο. Ρόουζ Μπρόντερικ του STAT. «Μπορώ να χαϊδέψω τον σκύλο μου, μπορώ να κάνω άλλα πράγματα, όπως μερικές φορές να ταΐσω τον εαυτό μου, να σκουπίσω το πρόσωπό μου, να σκουπίσω το στόμα μου».
Η ομάδα ανέπτυξε επίσης μια τεχνική «φλοιώδους κατοπτρισμού» για να δημιουργήσει την αίσθηση της αφής στα χέρια του. Οι ερευνητές κατέγραψαν αρχικά την εγκεφαλική δραστηριότητα του Τόμας όταν φανταζόταν ότι τον αγγίζουν, και στη συνέχεια αναπαρήγαγαν αυτά τα εγκεφαλικά σήματα χρησιμοποιώντας ηλεκτρική διέγερση του αισθητηριακού του φλοιού, ενώ ταυτόχρονα διεγείραν τον νωτιαίο μυελό και το δέρμα.
Μετά από περίπου 25 εβδομάδες αυτής της θεραπείας, η οποία επικεντρώθηκε στον δεξί του καρπό, ο Τόμας ανέκτησε την ικανότητα να αισθάνεται την αφή σε μια περιοχή που προηγουμένως ήταν εντελώς μουδιασμένη. Μπορούσε να πιάσει και να σηκώσει αυγά χωρίς να τα σπάσει στο 87% των περιπτώσεων, ακόμη και με δεμένα τα μάτια.
Ίσως το πιο αξιοσημείωτο είναι ότι η πρόοδος παρέμεινε. «Σε μια πρόσφατη επανεξέταση, διαπιστώθηκε ότι αυτά τα οφέλη ήταν ακόμη παρόντα μετά από περισσότερα από δύο χρόνια», δηλώνει ο Μπούτον. «Αυτό είναι εξαιρετικά ενθαρρυντικό».
Αν και τα ευρήματα προσφέρουν ελπίδα σε εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο που ζουν με τραυματισμό του νωτιαίου μυελού, οι ειδικοί αναφέρουν ότι είναι ασαφές πώς θα μπορούσαν να αναπαραχθούν σε άλλους ασθενείς. Ο Τόμας είναι μόνο ένα άτομο, και η πολυπλοκότητα της διαδικασίας καθιστά δύσκολο να ξεκαθαριστεί τι είναι υπεύθυνο για ποιο αποτέλεσμα, δηλώνει ο Τζον Ντάουνι, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο που δεν συμμετείχε στη μελέτη, στο STAT.
Πηγή: Smithsonian magazine
