Kezét mozgatja a lebénult fiú

A karon lévő szalagok fogadják az agyból érkező jeleket

Egy csésze kávé elkészítése vagy a televízió távirányítójának kezelése a hétköznapi embernek nem jelent problémát, a gerincsérült, mozgásképtelen betegek számára azonban segítség nélkül lehetetlen feladat. Számos kutató dolgozik a megoldáson, ennek köszönhetően évről évre újabb fejlesztések látnak napvilágot. Most egy könyöktől lefelé lebénult fiatalnak sikerült megmozdítania a kezét, hála az új agyi implantátumnak.

Hat évvel ezelőtt az ohiói Ian Burkhart élete gyökeres fordulatot vett. Alig 19 évesen búvárkodás közben súlyos gerincsérülést szenvedett, emiatt mind a négy végtagja lebénult. „Nem könnyű megemészteni, ha ilyen fiatalon közlik veled, hogy soha többé nem fogod tudni használni a kezeidet és a lábaidat” – mondta a fiú a New Scientist magazinnak.

Valamennyire tudom mozgatni a vállaimat, de könyöktől lefelé mozgásképtelen vagyok.”

„Most a mindennapi életem során rengeteg segítségre szorulok, legyen szó az ágyból való kikelésről, az étel felszeleteléséről vagy fogmosásról. Mindig is reménykedtem azonban, hogy a technológia és orvostudomány fejlődésével mindez egy napon megváltozhat” – mesélte Ian.

Ian a rendszer segítségével újra tudja használni a kezét Forrás: Ohio State University Wexner Medical Center/ Battelle

Ember-számítógép interfész

A reményt végül az Ohiói Állami Egyetem kutatói hozták el. Fejlesztésük a NeuroLife tulajdonképpen egy borsószemnél is kisebb „gondolatolvasó” chip, melyet a mozgásért felelős agyterületbe ültetnek be. Az eszköz az agy jeleit olvassa, majd számítógép segítségével ezeket a szignálokat elektromos impulzusokká alakítja, amiket 100 elektróda segítségével a mozgatni kívánt izmok felé továbbít.

Egy egészséges személy esetében az agyi szignálok a gerincvelő közvetítésével jutnak el az izmokhoz. Ez a lebénult embereknél nem lehetséges: bár az agyi jel ugyanúgy megvan náluk, nem tud az izmokhoz eljutni, mert a gerincvelő sérült. Az agyi implantátummal és a végtagokra csatlakoztatott, elektródákat tartalmazó szalagokkal a gerincvelő megkerülhető, és a jelek közvetlenül eljuttathatóak a mozgató izmokhoz.

Tanulni kellett a folyamatot

Iannak legelőször is meg kellett tanulnia, miként irányíthatja a szalagokat. Ehhez egy virtuális kéz mozgását kellett követnie, hogy gondolataival megpróbálja leutánozni a képernyőn látottakat. Az utánzás alatti agyi aktivitást rögzítették, ezt egy számítógépnek továbbították, ami lefordította és elküldte a jelet a szalagoknak.

A folyamatot újra és újra elismételve a jelek egyre tisztábbá váltak, a szoftver „megtanulta” gyorsabbá, simábbá tenni a mozdulatokat.

A fiú heti 2-3 napot szentel a gyakorlásnak. Most eljutott odáig, hogy kinyissa és összezárja a kezeit, felvegyen egy üveget és kiöntse tartalmát, vagy megkeverje a cukrot a teájában. Sőt még a Guitar Hero című játékot is tudja kezelni.

A karon lévő szalagok fogadják az agyból érkező jeleket Forrás: Ohio State University Wexner Medical Center/ Battelle

„Három év után először látom megmozdulni a végtagom, ami leírhatatlan érzés.

Amikor arra gondoltam, hogy „nyíljon ki a kezem” és ez megtörtént, egyszeriben a remény lángja lobbant fel számomra.”

– mesélte Ian.

Messze még a megoldás

Ahhoz, hogy működjön, az eszközt a fiú agyába kellett ültetni. A kutatók azonban szeretnék elkerülni a komolyabb beavatkozásokat, ezért olyan szenzorokat akarnak kifejleszteni, melyek közvetlenül a fejbőr alá ültethetők. A tudósok más végtagokat is megmozgatnának, ehhez olyan külső elektródákat akarnak készíteni, amik akár ruhákon is viselhetők. Azt a szakemberek is elismerik, hogy még korai a lebénult emberek problémáinak megoldásáról beszélni, de az új technológia mindenképpen hasznos és fontos előrelépésnek tekinthető. Az eredményeket a Nature magazin legújabb számában publikálták.