Új élet neuroprotézissel

Az 56 éves Bill Kochevar a 8 évvel ezelőtti kerékpárbalesete óta válltól lefelé mozgásképtelen. A C4 szelvény magasságában történt gerincvelő léziót agy-számítógép interfész (BCI) segítségével próbálták áthidalni a Cleveland Functional Electrical Stimulation Center kutatói. Ehhez először két, 96-csatornás mikroelektródát implantáltak Kochevar agyába a motoros kéreg (gyrus precentral) azon részére, ahol előzőleg a kéz mozgásainak beidegzését lokalizálták. Ezek rögzítik az agy jeleit, amikor Kochevar a keze mozgatására gondol. A BCI ezekből a jelekből vonja ki a kívánt mozgásra vonatkozó információkat, majd utasítást küld az elektromos stimuláló rendszernek a mozgás végrehajtására.

A beavatkozás után Kochevar négy hónapos képzési programban vett részt. Itt tanulta meg, hogyan tud gondolataival egy virtuális kart mozgatni a számítógép képernyőjén. Majd amikor a kutatók úgy látták, már saját karját és kezét is képes lesz szabályozni, újabb elektródákat ültettek az agyába. Ez a funkcionális elektromos stimulációs rendszer (FES) 36 perkután elektródából áll. Ezek végzik az ujjak és a hüvelykujj mozgatását, a kéz nyitását, zárását, a könyökízület valamint a csukló hajlítását, nyújtását, valamint a vállízület távolító és közelítő izommozgásait.

A BCI tehát dekódolja a kívánt mozgás parancsának rögzített agyi impulzusait, amelyet az FES rendszer konvertál át az elektromos impulzusok mintáivá. A FES elektródákon keresztül küldött impulzusok váltják ki az izommozgásokat Kochevar kézfejében, karjában, könyökében, vállában. A mozgások kivitelezéséhez egy lengőkarra is szükség van, amely megtámasztja a beteg karját.

Bolu Ajiboye, a tanulmány vezetője arról számolt be, hogy a neuroprotézis segítségével a beteg ismét képes néhány hétköznapi mozdulatot végrehajtani. Ilyen például szívószállal bögréből inni, vagy kanállal elfogyasztani egy tányér burgonyapürét. Nyolc év izomsorvadás után a mozdulatok azonban nehézkesek és nem mindig pontosak. Ennek fejlesztése érdekében a beteg rehabilitációra járt. Több mint 45 hét elektromos stimulációval próbálták a kéz erejét, mozgástartományát, és állóképességét javítani.

Ajiboye szerint a neuroprotézisek annyira egyelőre még nem fejlettek, hogy a betegeknek több függetlenséget nyújtsanak a hétköznapi életben. Az eredmények azonban nagy előrelépést jelentenek a korábbi próbálkozásokhoz képest, amelyekben a páciensek a kezüket csak kinyújtani és behajlítani tudták, vagy a mozgásokat robotkarok végezték. Kochevar az első, aki neuroprotézis segítségével ismét saját kezével (még ha egy lengőkar támogatásával is) képes tárgyakat megfogni és a szájához emelni.

Kochevar az egyik a BrainGate2 tanulmány tervezett 15 betege közül, akik részt vesznek abban a programban, amelynek célja, hogy a kutatók megteremtsék a neuroprotézisek laboratóriumon kívüli használatának előfeltételeit.

Forrás: aerzteblatt.de