Главная » Новости

Новости

« Назад

Нейрофизиологи напрямую подключили ноги человека к его мозгу, минуя поврежденную часть позвоночника  14.08.2014 23:21

  Ученые из Национального института физиологических наук Японии нашли новый способ вернуть подвижность паралитикам с поврежденным позвоночником, создав особый чип, который передает импульсы мозга, считанные из мускулов рук, в центр движения в нижней части спинного мозга. Возможные варианты применения, результаты проверки прибора на добровольцах и дальнейшие планы японских исследователей были представлены в статье, опубликованной в Journal of Neuroscience.

c6600dd0e66b2888dbd7979361f90393-sm  

  «Мы надеемся, что эта технология позволит нам полностью компенсировать потерю поврежденных цепочек нейронов между ногами и мозгом, отправляя специальным образом закодированные команды в исправно работающий центр движения в спинном мозге. Подобный прием может позволить людям, страдающим от паралича нижней части тела, вернуть подвижность своим ногам», — говорит один из ведущих авторов статьи Юкио Нисимура из Национального института физиологических наук.

  Нисимура и его коллега по институту Сусаку Сасада, а также несколько других японских нейрофизиологов несколько лет работают над созданием нейрокибернетических технологий, позволяющих подключить мозг напрямую к конечностям человека, в обход поврежденного спинного мозга. К примеру, в 2013 году им удалось создать особый чип, при помощи которого они смогли успешно подключить мозг обезьяны напрямую к ее рукам.

  Спинной мозг играет ключевую роль в движении конечностей большинства животных. В процессе движения головной мозг передает своему «коллеге» в позвоночнике общие указания, который тот превращает в набор специализированных импульсов, управляющих движением мускулов. Многие биологи полагают, что существует и исключение из этого правила — сложные движения рук приматов, которыми мозг управляет напрямую. Это заметно облегчает задачу их кибернетического подключения к мозгу. Свидетельством в пользу этого служат успешные опыты по подключению виртуальных и искусственных передних конечностей к центрам движения в мозге макак и людей.

  В случае с ногами все было не так просто — «форматы» микрокоманд мозга и нервных импульсов в центре движения в спинном мозге несовместимы друг с другом, из-за чего их нельзя соединить напрямую. Для этого необходимо специальное устройство-декодер, которое ученые пока так и не смогли создать. По этой причине многие ученые отказываются от попыток соединить мозг и ноги при помощи кибернетических приемов и переходят к альтернативным методикам излечения паралича. К примеру, в мае 2012 года нейрофизиологи вернули подвижность ног крысам при помощи электрической и химической стимуляции нервов в сросшемся позвоночнике.

9622a7512c0ed8d8f057305350bc4161

  Нисимура, Сасада и их коллеги не последовали примеру других ученых и попытались остаться в пределах сферы нейрокибернетики. Наблюдая за движениями нескольких добровольцев, принимавших участие в их других исследованиях, они обратили внимание на в общем-то обыденную вещь — синхронизацию движения рук и ног во время ходьбы и бега.

  Авторы статьи предположили, что движения мускулов рук могут содержать в себе ту же самую информацию, которую спинной мозг передает в двигательные нейроны ног. Они еще раз попросили добровольцев прогуляться и проследили за изменениями в положении бицепсов и других мышц. Сравнив полученные данные с тем, как менялась активность нервных клеток в ногах их подопечных, ученые поняли, что подобную информацию действительно можно напрямую передавать в центры движения ног в частично поврежденном позвоночнике.

  Руководствуясь этой идеей, авторы статьи собрали экспериментальный прототип прибора, который в будущем вернет паралитикам возможность передвигаться при помощи своих собственных ног. Он состоит из трех частей — наручных датчиков, особого микрочипа и магнитного стимулятора нейронов. Датчики преобразуют вибрации мускулов в электрические импульсы, которые считывает чип и превращает в пакет электрических сигналов, понятных для нервных клеток в центре движения в спинном мозге. Магнитный стимулятор, размещаемый на пояснице человека, позволяет передавать эти импульсы напрямую в спинной мозг без необходимости проводить опасную для здоровья операцию по вставке электродов в его толщу.

  Нисимура и Сасада пока не стали проверять работу своего детища на инвалидах и ограничились «ходовыми испытаниями» на той же группе добровольцев, которая помогала им создавать его. По словам ученых, изобретение неплохо зарекомендовало себя — их помощники, двигая исключительно руками, могли ходить в произвольном направлении, менять направление движения, разгоняться и тормозить, а также совершать все прочие действия, которые мы делаем автоматически. Как пишут ученые в своей статье, эти «вынужденные формы движения» были, по сути, неотличимы от того, как добровольцы двигались в нормальных условиях.

  «Главная проблема сегодня заключается в том, что данный прибор не помогает паралитикам уклоняться от препятствий или удерживать вертикальное положение тела. В ближайшем будущем мы планируем решить эти проблемы и осторожно начать клинические испытания нашего изобретения», — заключает Нисимура.

Источник: Русская Планета


Подписка на рассылку
"Обновления сайта":

E-mail:

Новости

26.10.2017

Наша компания принимает участие в выставке Sochi-Build 2017!

13.07.2016

Отличная новинка от фабрики Italon - коллекция X2
Это первый керамогранит российского производства толщиной 2 см для использования в жилых или общественных контекстах, где от покрытий требуются повышенные эксплуатационные качества.

lgaNNpOj3zI

08.07.2016

Топ 6 тенденций в дизайне керамической плитки в 2016 году.

22111424

07.06.2016

Роскошная новинка от фабрики Aparici - коллекция KILIM.

G8D8hxsijjc

 

12.05.2016

Универсальные аксессуары от дизайнера Антонио Читтерио!

360cbb0c3e48332ce1ef87ffc0e64d20-add1-400x400

Наши координаты

Адрес офиса:

 г.Ижевск, ул.Максима Горького, 156

 (рядом с Банком УРАЛСИБ)

Телефоны: 
8 (3412) 79-55-01
8 (3412) 79-55-02

Мобильный в офисе:
8 (963) 544-11-10

 

 

 

Знаете ли вы, что...

...замечания и предложения по сайту вы можете направлять по адресу dommaster@izh.com.