13-летний мальчик стал первым пациентом в мире, которому установили инновационное устройство для лечения тяжёлой эпилепсии. У Орана Ноулсона случались сотни приступов в день из-за синдрома Леннокса — Гасто, и вдобавок ко всему ситуацию ухудшали аутизм и СДВГ. Синдром Леннокса — Гасто — это редкая форма эпилепсии, которая вызывает множественные припадки в течение дня, и она практически не поддаётся лечению традиционными препаратами.

Мать Орана пояснила, что её ребёнок часто падал на пол, терял сознание и иногда даже переставал дышать, поэтому семья возлагала большие надежды на нейростимуляцию. Если имплантировать в нужную часть мозга специальное устройство, оно может подавать постоянный электрический ток, который разрушает аномальные паттерны активности, приводящие к эпилептическим припадкам.

Ранее такие устройства уже имплантировали взрослым пациентам, однако на детях подобные операции не проводились. За эту задачу взялись специалисты из проекта CADET, который был создан в результате сотрудничества между Оксфордским университетом, Королевским колледжем Лондона и больницей Грейт-Ормонд-стрит. Ноулсон стал первым ребёнком, которому хирургическим путём имплантировали стимулятор с подключёнными электродами.

Во время восьмичасовой операции хирурги вставили электроды глубоко в таламус мальчика, а затем прикрепили их к устройству размером 3,5 сантиметра. Через месяц аппарат включился и показал поразительные результаты: количество дневных припадков у Орана снизилось на 80%, при этом пациент совсем не чувствует работы имплантата.

Кроме того, для зарядки устройства не нужно протягивать провода к аккумулятору, поскольку имплантат заряжается при помощи гарнитуры. Воодушевлённые успехом, разработчики аппарата уже запланировали операции на следующих пациентах, и есть надежда, что такие стимуляторы позволят полностью свести число припадков к нулю.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Впервые в мире учёные буквально открыли окно в человеческий мозг, вставив прозрачную панель в череп пациента и собрав данные, пока он бодрствовал и выполнял разные задачи. Пациентом, добровольно вызвавшимся принять участие в этом исследовании, стал 39-летний Джаред Хагер, который получил черепно-мозговую травму во время катания на скейтборде.

Часть черепа Хагера пришлось удалить, чтобы позволить ткани его мозга восстановиться, но из-за пандемии коронавируса пациент не мог установить протез в течение двух лет. Поэтому он согласился на эксперимент, в рамках которого учёные из Университета Южной Калифорнии смогли наблюдать через прозрачную пластину в его черепе за мозгом при помощи функциональной ультразвуковой визуализации (фУЗИ).

По сравнению с МРТ, УЗИ дешевле и удобнее для пациента, который может делать что угодно, пока врачи собирают данные. Тем более, у пациентов с травмами черепа часто развиваются неврологические проблемы, включая деменцию, и фУЗИ может стать идеальным способом мониторинга этого явления. Загвоздка в том, что данная методика не работает через обычный протез черепа. Именно здесь возникла идея установки прозрачного окна из полиметилметакрилата, которое бы позволило собрать данные мозга.

Кусок пластика толщиной 4 миллиметра обеспечивал идеальный доступ к теменной и моторной коре головного мозга. После экспериментов на крысах и приматах учёные опробовали этот метод на человеке, установив Хагеру прозрачное окно в череп. После этого на пациенте протестировали фУЗИ, и аппарат смог собрать важные данные.

Исследователи подчеркнули, что в отличие от интерфейсов «мозг-компьютер» данная методика не требует имплантации электродов в мозг, а прозрачное окно позволяет предотвращать образование тромбов. Прежде чем технология получит широкое распространение, учёным потребуются дополнительные клинические испытания, однако они с энтузиазмом отметили, что эксперимент на Хагере открыл новые горизонты диагностики.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Специалисты из Института физики прочности и материаловедения СО РАН разработали совершенно новый прототип имплантатов, которые способны растворяться в организме в ходе лечения ортопедических травм. Таким образом пациенту не нужно будет повторно ложиться на операцию для их извлечения.

Как поясняет профессор Юрий Шаркеев, руководящий разработкой, в качестве основы его команда выбрала магниевый сплав с трёхслойным покрытием. Учёные сравнили эту структуру со слоёным тортом: первый слой состоит из кальций-фосфатного покрытия с молекулами стронция. Именно сюда врачи будут внедрять препараты, которые, постепенно рассасываясь, поспособствуют росту костной ткани у пациента.

Второй слой состоит из молочной и гликолевой кислот, которые изолируют пористую структуру первого слоя, чтобы изделие не растворилось на ранних этапах имплантации. А третий слой состоит из биоматериалов, которые легко приживаются в организме: это титан или цирконий, которые увеличивают биосовместимость композита.

Сложнее всего было получить магниевый сплав нужной прочности, поэтому исследователи применили ультрамелкозернистую пластическую деформацию. Благодаря этой методике сплав в течение 3-4 месяцев способен выдерживать большие нагрузки, постепенно замещаясь костной тканью. Для испытания имплантата учёные разработали специальный прибор, а затем провели тесты в ИФПМ СО РАН. Теперь команда планирует исследовать процесс роста клеток, чтобы перейти к более сложным испытаниям образцов.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Мы привыкли к тому, что у человека на руках по пять пальцев, как к неизменной константе вроде того, что небо голубое. Однако инженеры из британского Кембриджского университета, видимо, решили сломать устоявшуюся парадигму, поэтому создали третий большой палец — управляемый протез, который крепится к правой руке. Он позволяет людям не только брать предметы и открывать бутылки, но и даже вдевать нитку в иголку одной рукой.

Для исследования команда набрала 596 участников в возрасте от 3 до 96 лет, которым дали две минуты на ознакомление с устройством. Добровольцы должны были выполнить два задания: взять колышки и сложить их в корзину, а также переместить предметы разного размера. С задачами успешно справились почти 100% участников, а 98% участников освоились с дополнительным большим пальцем в течение первой же минуты. Хотя пожилым людям такие манипуляции дались тяжелее, чем молодым.

Суть технологии не так уж сложна: роботизированный палец прикрепляют к ладони с противоположной от большого пальца стороны, а контролируется протез при помощи больших пальцев ног, к которым подведены датчики давления. Оба датчика, подключённые по беспроводной сети к протезу, контролируют различные движения, когда пользователь двигает пальцами ног. Таким образом, давление со стороны правой ноги тянет протезный палец поперёк руки, а давление со стороны левой ноги, напротив, тянет его к остальным пальцам.

Данное устройство инженеры спроектировали не ради забавы, а чтобы помочь инвалидам, а также облегчить жизнь людям, которые в работе полагаются на мелкую моторику рук. Особенно эта технология пригодится пациентам с ампутированными конечностями, чтобы они могли вернуться к повседневным делам. Однако пока что неясно, когда роботизированный большой палец станет доступен для широкой публики.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Новые системы мозговых интерфейсов помогают парализованным людям говорить, и многие компании вклинились в гонку по созданию лучшего устройства. Даже компания Илона Маска Neuralink участвует в этом состязании, а теперь и Калифорнийский университет создал имплантат, который помог человеку восстановить речь сразу на двух языках: родном испанском и английском.

36-летний участник исследования стал парализованным после инсульта, который затронул часть ствола мозга, лишив мужчину возможности разговаривать. Когнитивные функции пациента не пострадали, однако он сохранил лишь небольшой контроль над голосовым трактом, поэтому может лишь ворчать и стонать. Имплантация нейроинтерфейса могла существенно улучшить ситуацию, поэтому он согласился на такой эксперимент.

Авторы исследования изначально не знали, сможет ли их устройство декодировать нейронную активность одинаковым образом для двух языков, поэтому им было ещё интереснее попробовать. Операция была проведена три года назад, и мужчине вживили нейроинтерфейс, состоящий из 128 электродов, который был прикреплён к левому полушарию мозга над областями, контролирующими речь. В череп же поместили разъём, который позволяет подключаться к компьютерной системе.

Идея имплантата заключается в том, что он транслирует нейронную активность, которая обычно сигнализирует мышцам лица и речевому тракту, что вы собираетесь сказать. Авторы предположили, что общие характеристики английского и испанского языков позволят воспроизвести любой язык, и обучили программное обеспечение на основе пятидесяти слов. Как видно из видеоролика выше, система действительно помогла человеку вести разговор, причём он мог переключаться между языками по своему желанию.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Биоинженеры из Калифорнийского технологического института разработали новый инструмент, который переводит сигналы мозга в настоящую печатную речь. Хотя пока что технология была испытана лишь на двух пациентах, не исключено, что в будущем она поможет немым людям общаться при помощи силы мысли.

Интерфейсы «мозг-машина» (ИМТ) уже активно используются в медицине, связывая электрические сигналы мозга с устройством вывода, которое должно восстанавливать утраченную функцию в организме. К примеру, нейроинтерфейс Neuralink позволяет управлять компьютером телепатически. Однако устройства, подобные тому, которое использовал знаменитый Стивен Хокинг, имеют некоторые ограничения: многие речевые ИМТ требуют от пользователя попытаться произнести слова вслух, что может быть проблематично.

Идеальным решением является декодирование внутренней речи, чтобы человеку было достаточно представить, как он произносит слово. Именно это делает новый ИМТ, который был испытан на двух пациентах мужского пола с параличом всех конечностей. Команда нацелилась на первичную соматосенсорную кору и супрамаргинальную извилину, а сам интерфейс был обучен на шести реальных словах и двух вымышленных.

Когда участники думали над каждым словом, ИМТ расшифровывал активность мозга. В итоге для одного участника точность достигла 79 процентов, лишь немного уступая точности декодирования вокализованной речи, а для другого участника — 23 процентов.

Даже учитывая не лучший второй результат, эта технология является первым примером реально работающего интерфейса мозг-компьютер, который не требует произносить слова вслух. В будущем такая технология должна помочь немым пациентам в режиме реального времени общаться с окружающими просто силой мысли.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Компания Илона Маска Neuralink, которая вживила первому человеку в мире свой интерфейс мозг-компьютер, раскрыла личность пациента, который заверяет, что имплантат «изменил его жизнь». Ноланд Арбо рассказывает, что восемь лет назад в результате несчастного случая получил вывих четвёртого и пятого позвонков, в результате чего он стал парализованным. Однако теперь он может перемещать курсор мыши при помощи силы мысли, — эту способность ему даёт Neuralink.

Как поясняет Арбо, он может представить, как движется курсор, как будто он джедай из «Звёздных Войн», использующий Силу, и это происходит на экране. Сейчас пациент уже активно осваивает нейрочип для чтения, изучения языков и игры в компьютерные игры, включая шахматы, до восьми часов за раз, после чего ему нужно подзаряжать устройство.

Нынешнее поколение имплантатов размером с монету записывает нейронную активность при помощи 1024 электродов, распределённых по 64 нитям, которые связаны с мозгом пользователя. Во время операции электроды устанавливал хирургический робот, а на следующий день пациента уже выписали из больницы. Заряжается имплантат через кожу с помощью индуктивного зарядного устройства, а подключается по беспроводной сети к приложению на смартфоне.

Маск ясно дал понять, что намерен коммерциализировать технологию для широкого пользователя. Более того, одиозный бизнесмен сообщил, что в долгосрочной перспективе можно направлять сигналы от моторной коры головного мозга в обход поврежденной части позвоночника, чтобы люди могли снова ходить и нормально пользоваться руками.

Neuralink — далеко не единственная группа, работающая над этой идеей, поскольку некоторые коммерческие стартапы уже провели испытания мозговых чипов на людях, которые завершились успешно. Тем не менее, мы ещё далеки от того, чтобы такие операции стали плановыми, поскольку нейроинтерфейсы должны сперва пройти серию серьёзных испытаний и аккредитации.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Специалисты из Московского государственного университета (МГУ) имени М. В. Ломоносова смогли провести важное исследование для создания современных нейроинтерфейсов. Целью учёных стали пациенты, испытывающие фантомные боли после потери конечности, и команда убеждена, что помочь этим людям можно при помощи нейростимуляции.

Из-за ампутаций или врождённых дефектов многие люди чувствуют сильную боль в несуществующей конечности, поскольку она есть в карте мозга и он посылает неверные сигналы. Обычно подобную боль блокируют при помощи опиоидов, но эти препараты вызывают сильное привыкание. Кроме того, далеко не всем подходят одни и те же анальгетики, поскольку характер фантомной боли у каждого человека индивидуален.

Поэтому учёные из МГУ решили выяснить, что происходит в мозге у пациентов с фантомными болями. Для этого специалисты проанализировали данные высокоплотной ЭЭГ, а для подавления боли они использовали стимуляцию периферических нервов и спинного мозга. В итоге, как показали данные, у всех пациентов были выявлены изменения в тета-, альфа- и бета-диапазонах спектральных характеристик ЭЭГ. Что интереснее всего, эти эффекты оказались индивидуальными для каждого участника, — это объясняет, почему далеко не всем помогают одни и те же анальгетики.

Однако коллектив не собирается останавливаться на достигнутом и планирует использовать это открытие, чтобы создать особенный нейрокомпьютерный интерфейс, который сможет подавлять фантомные боли. Гаджет будет двунаправленным, чтобы мозг мог как получать, так и отдавать сигналы в обоих направлениях. Команда рассчитывает, что такие интерфейсы пациенты смогут носить дома.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Сообщается, что первый человек с вживлённым мозговым чипом Neuralink научился управлять курсором компьютерной мыши при помощи силы мысли. Об этом рассказал сам основатель компании Илон Маск через социальные сети: «Прогресс хороший, а пациент, кажется, полностью выздоровел и может перемещать мышь по экрану, просто думая».

Во время операции робот вводит имплантат в область мозга, которая контролирует намерение двигаться, а сама система состоит из компьютерного чипа, прикреплённого к маленьким гибким нитям. Робот удаляет небольшой кусок черепа, подключает нитевидные электроды к определённым участкам мозга, а затем зашивает отверстие. Как сообщил Маск, эта процедура занимает всего 30 минут и не требует общей анестезии.

Возможность управлять мышью при помощи мысли изначально была целью проекта, поскольку нейроинтерфейс Neuralink должен стать спасением для парализованных пациентов. Имплантат Маска выделяется среди конкурентов тем, что является первой беспроводной моделью, записывающей входные данные от отдельных нейронов. Таким образом, пользователи могут заниматься повседневными делами и управлять гаджетами без привязки к устройству.

Если дальнейшие испытания окажутся успешными, это произведёт революцию среди парализованных пациентов, которые смогут общаться и в целом добиться независимости. Тем не менее, некоторые врачи скептично относятся к Neuralink, что даже привело к федеральному расследованию по поводу жестокого обращения с лабораторными животными.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Молодая женщина из США стала первым человеком, получившим мозговой имплантат, который лечит как эпилепсию, так и обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР). Эмбер Пирсон прошла через операцию в Университете здравоохранения штата Орегон, и после установки устройства её навязчивое мытьё рук и тревога по поводу заражения микробами практически исчезли.

Чип длиной 32 миллиметра изначально был предложен Пирсон для лечения её эпилепсии. Известные как системы отзывчивой нейростимуляции (RNS), такие имплантаты создают импульс, который нарушает судорожную активность мозга. Однако пациентка предложила нейрохирургам пойти ещё дальше и «отключить» её ОКР.

Врачи отнеслись к этому предложению серьёзно и записали паттерны её мозговой активности, которые были связаны с навязчивыми действиями (компульсиями). После этого они запрограммировали устройство на распознавание и подавление этих сигналов, — в довесок к системе отслеживания судорожной активности. Таким образом, у нейрохирургов получился имплантат, который лечит два заболевания, а не одно, — первый в своём роде.

После установки чипа Пирсон пришлось подождать около восьми месяцев, чтобы появились заметные результаты. Тем не менее, спустя два с половиной года пациентка рассказала, как имплантат изменил её жизнь. У Пирсон радикально улучшилось состояние, — теперь она тратит на компульсивные действия не более 30 минут в день, хотя раньше у неё уходило на это больше восьми часов. Кроме того, пациентка избавилась от навязчивого страха заражения и может спокойно выходить из дома без боязни припадков.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах