Мозговой чип может изменить жизнь людей

Neuralink, компания Илона Маска (Elon Musk), занимающаяся имплантацией мозговых чипов, известная своими амбициозными планами, недавно объявила, что впервые успешно имплантировала человеку беспроводной мозговой чип.

Первый испытуемый, 30-летний Нолан Арбо (Noland Arbaugh), парализованный от шеи и ниже, обрел некоторую самостоятельность благодаря устройству BCI, имплантированному в его мозг. Испытание прошло успешно, что вызвало оптимизм.

Neuralink, которая недавно открыла регистрацию в Англии, ищет трех парализованных пациентов для участия в исследовании, призванном оценить эффективность устройства BCI.

Опыт Арбо с новой технологией был неоднозначным: после имплантации устройства возникли некоторые проблемы.

Согласно сообщению в блоге на веб-сайте Neuralink, эти проблемы привели к тому, что Арбо потерял часть своих восстановленных способностей в течение нескольких недель после операции.

В сообщении в блоге также отмечается, что Neuralink внесла улучшения в алгоритм, которые “превышают исходную производительность Ноланда”.

Хотя опыт Арбо иллюстрирует потенциальное влияние чипа BCI Neuralink на медицинскую сферу и жизнь людей в аналогичных ситуациях, он не первый пациент, получивший пользу от этой технологии. Технология BCI уже используется в клинических испытаниях на протяжении многих лет, хотя имплантируемые устройства пока не получили широкого распространения. Многие компании разрабатывают собственные версии устройств, которые могут существенно улучшить жизнь пациентов, страдающих от различных заболеваний — от инсульта до психических расстройств.

Что такое BCI и как он восстанавливает утраченные функции?

Интерфейс мозг-компьютер, или BCI, действует как канал связи между сигналами мозга и внешним устройством, таким как протез или компьютер.

Доктор медицинских наук, нейрохирург и директор отделения цереброваскулярных услуг в больнице Маунт-Синай в Нью-Йорке, Шахрам Маджиди (Shahram Majidi), пояснил в интервью Euronews Health: «Интерфейс мозг-компьютер — это, по сути, устройство, которое может получать сигналы непосредственно от мозга и преобразовывать их в определенные команды».

Хотя BCI особенно полезны для пациентов, которые по различным медицинским причинам теряют функции, такие как речь или движение частей тела, в некоторых случаях, когда командный центр мозга остается неповрежденным и способен генерировать сигналы, устройства BCI могут помочь восстановить контроль над этими функциями, добавил доктор Маджиди.

«В таких условиях, если у вас есть система, которая может захватывать и декодировать сигналы из мозга, вы можете заменить утраченную функцию новым выходом», — пояснил он.

Обычно, когда люди хотят совершить определенное движение или выполнить задачу, мозг генерирует уникальные и повторяемые сигналы, которые делают это действие возможным. Однако в случае несчастного случая или заболевания мозг может потерять возможность управлять этими действиями, и именно здесь на помощь приходит технология BCI.

Объясняя функцию интерфейса «мозг-компьютер» по захвату сигналов и преобразованию их в определенные выходные данные, Маджиди сказал: «Например, когда вы размещаете интерфейс "мозг-компьютер" рядом с мозгом, пациента просят сжать кулак или поднять большой палец. В каждой из этих задач мозг генерирует конкретный сигнал, который BCI улавливает, обрабатывает и затем преобразует в конкретные выходные данные».

Таким образом, пациенты, которые являются инвалидами или парализованы из-за таких заболеваний, как БАС, инсульт или травма спинного мозга, все еще могут думать об определенных функциях и действиях, но не могут их выполнять. Мысль о конкретном действии заставляет мозг, если он неповрежден, подавать сигнал, который BCI улавливает и транслирует.

Обзор процедур BCI

Подчеркнув, что технология BCI используется уже много лет, Маджиди также отметил, что как в разработке технологии, так и в ее применении были достигнуты значительные успехи.

Традиционно устройства BCI требовали «инвазивной» операции на открытом мозге, но новые модели, такие как Stentrode, которые Маджиди использовал в клинических испытаниях, позволяют BCI функционировать без хирургического вмешательства в мозг для имплантации устройства.

«Преимуществом стентродных электродов является их минимальная инвазивность в качестве эндоваскулярного интерфейса мозг-компьютер», — отметил Маджиди, подчеркивая, что это означает, что анатомия мозга остается не нарушенной.

«Мы не разрезаем кожу, не удаляем кость, не вмешиваемся в мозг», — добавил он.

В этих устройствах хирурги используют сосуды, окружающие мозг, чтобы переместиться к нужной точке, где имплантируется BCI.

Маджиди также заявил, что этот метод минимизирует негативную реакцию мозга на электроды, используемые в ИМК, которые могут вызвать воспаление.

Несмотря на то, что эти новые версии BCI, как правило, улавливают меньше сигналов, чем более инвазивные, они предлагают более долговечную и практичную альтернативу.

Хотя все устройства BCI в настоящее время одобрены для использования только в клинических испытаниях, многие пациенты уже ощутили на себе преимущества этой технологии, которые кардинально изменили их жизнь.

«Огромные перемены для пациентов с тяжелыми формами инвалидности»

Пациенты, имеющие право на использование BCI, зачастую страдают от инвалидности, которая ограничивает их подвижность, приковывая к постели.

Маджиди подчеркнул, что речь идет о пациентах, которые не могут говорить, двигать руками или ногами, а также встать с кровати, что делает их полностью зависимыми от помощи других людей. “По сути, БАС приводит к полной изоляции этих пациентов от внешнего мира. Они вынуждены оставаться в своих кроватях, инвалидных колясках и комнатах, и их связь с миром полностью прерывается”,- сказал он.

Но технология BCI позволяет этим людям начать выполнять обычные задачи, такие как отправка текстовых сообщений, просмотр веб-страниц и отправка электронной почты, а также другие компьютерные функции. Это также улучшает коммуникацию с лицами, оказывающими уход, позволяя им выражать свои боли и обращаться за помощью. Подчеркнув, что эта технология является огромным прорывом для пациентов с тяжелыми формами инвалидности, хотя на первый взгляд это может показаться маленьким шагом, Маджиди отметил: «Это новое окно, открывающееся в мире, где они будут свободны от изоляции и получат некоторую независимость».

Другие варианты использования устройств BCI

“Когда мы говорим о нейротехнологиях и BCI, большая часть внимания сосредоточена на помощи людям с травмами спинного мозга и параличом, и это действительно важная область,” - сказал Джейкоб Робинсон (Jacob Robinson), основатель и генеральный директор Motif Neurotech, в интервью Euronews Health.

“Но я считаю, что люди, страдающие от проблем с психическим здоровьем, также заслуживают доступа к этой технологии,” - добавил он.

Motif Neurotech – компания, которая нашла новое применение технологии BCI, разработав устройства, специально предназначенные для помощи людям с проблемами психического здоровья, такими как депрессия.

Эти устройства, имплантируемые в кость над мозгом, генерируют точные схемы электрической стимуляции, которые активируют нейроны в целевых областях мозга.

У людей с психическими расстройствами некоторые области мозга, отвечающие за восстановление, такие как физические упражнения или социальное взаимодействие, недостаточно активны. Мозговые имплантаты помогают стимулировать эти области, повышая способность пациентов участвовать в поведении, способствующем улучшению их психического здоровья.

“По сути, мы напрямую подключаемся к языку активности мозга и меняем его для людей, страдающих психическими расстройствами,” - сказал Робинсон. Он добавил, что любое неврологическое расстройство и любое психиатрическое заболевание, связанное с нарушением регуляции состояний мозга, может быть излечено, если стимулируется правильная часть мозга.

По словам Робинсона, такая технология крайне необходима, поскольку многие люди с психическими расстройствами сталкиваются с побочными эффектами лекарств и хронической болью.

“Это просто невидимое состояние по сравнению с людьми в инвалидных колясках,” - сказал Робинсон, подчеркивая, что многие люди страдают от депрессии, устойчивой к лечению.

Будущее технологий

“Я считаю, что мы наблюдаем за стремительным развитием таких технологий, как Stentrode, Neuralink и других типов BCI, благодаря прогрессу в области технологий, который произошел в последние годы. Мы продолжим изучать эту сферу и узнавать больше о BCI, её ограничениях и возможностях,” - сказал Маджиди, говоря о многообещающем будущем технологии BCI.

“Не все из них окажутся успешными, но мы будем извлекать уроки, адаптироваться и совершенствоваться,” - добавил он.

По словам Робинсона, эти устройства способны предоставлять информацию в режиме реального времени о том, насколько эффективно проходит терапия пациентов. “Будущее - это то, где нейротехнологии не только помогают людям с проблемами общения и последствиями инсульта, но и помогают людям чувствовать себя лучше, восстанавливать свою жизнь, чтобы помочь людям с психическими расстройствами, которые являются тихими убийцами,- сказал он, утверждая, что эти технологии могут стать альтернативой лекарственным средствам без побочных эффектов.

Маджиди также подчеркнул оптимистичный прогноз, добавив: “В этом нет никаких сомнений. BCI останется с нами и продолжит совершенствоваться”.