Через несколько месяцев после того, как Илон Маск (Elon Musk) представил рабочий прототип чипа Neuralink, имплантированный в мозг свиньи, Специалисты из Университета Брауна в Род-Айленде (США) установили беспроводную связь между компьютером и человеческим мозгом.

В ходе исследования двое парализованных мужчин в возрасте 35 и 63 лет, которые ранее перенесли травмы спинного мозга, использовали систему BrainGate с беспроводным передатчиком, чтобы выбрать объект и ввести текст на обычном планшетном компьютере. Система, описанная в журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering, работает с использованием небольшого передатчика, вес которого слегка превышает 40 грамм и крепится он на голове. Блок с передатчиком подключается к электродной матрице, вживлённой в моторную кору головного мозга через порт, который применяется в аналогичных проводных системах.

Учёные утверждают, что им удалось достичь той же точности и скорости передачи данных, что и при использовании проводного оборудования. Сообщается, что технология BrainGate способна автономно функционировать до 24 часов, что позволяет использовать интерфейс мозг-компьютер (BCI) даже во время сна. Это позволит учёным собрать больше данных для изучения.

Учёные отмечают, что единственное отличие беспроводного интерфейса от используемых ранее систем заключается в том, что человеку больше не нужно быть привязанным к стационарному оборудованию, что открывает новые возможности с точки зрения использования системы.

Учёные уверены, что благодаря новому интерфейсу они смогут наблюдать за мозговой активностью людей в течение длительного периода времени, что раньше было почти невозможно. В перспективе это поможет разработать алгоритмы декодирования, что позволит существенно расширить возможности для людей с параличом.

Холдинг «Швабе» выведет на европейский рынок уникальную российскую разработку — так называемую экзокисть, предназначенную для восстановления двигательной активности рук пациентов с ДЦП и после инсульта.

Фотографии Швабе

В состав передового программно-аппаратного комплекса, созданного специалистами Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н. И. Пирогова, входят особые «экзоперчатки» для левой и правой рук, кресло пациента, энцефалограф, компьютер и монитор. Дополняет картину специальное программное обеспечение.

Принцип работы системы сводится к интерпретации мысленных команд человека и преобразованию их в механические движения рук. Энцефалограф закрепляется на голове пациента, а экзокисти — на его руках. После этого человек даёт себе мысленную команду, например, сжать кулак или пошевелить пальцами. Комплекс моментально считывает сигнал с энцефалографа и отправляет его на компьютер. Там с помощью программного обеспечения он преобразовывается в механическое действие.

Система способствует восстановлению утерянной связи с мышцами. Причём, как утверждается, комплекс оказывается эффективным даже в тех случаях, когда у пациента после тяжелого инсульта полностью утрачена подвижность рук.

В рамках вывода системы на европейский рынок холдинг «Швабе» станет официальным представителем дочерней организации Российского национального исследовательского медицинского университета им. Н. И. Пирогова. Российский комплекс будет представлен в Австрии, Бельгии, Великобритании, Ирландии и Северной Ирландии, Германии, Лихтенштейне, Люксембурге, Монако, Нидерландах, Франции и Швейцарии.

Отмечается, что по сравнению с ближайшими техническими аналогами из-за рубежа российская разработка стоит в 2–3 раза дешевле.

Страдающий рассеянным склерозом 49-летний Рой Палмер (Roy Palmer) из Англии, который последние десять лет провёл из-за болезни в инвалидном кресле, вновь может ходить и даже танцевать после того, как ему было проведено лечение с помощью стволовых клеток.

AP Photo/Raquel Maria Dillon

Палмер решил пройти процедуру, известную как трансплантация гемопоэтических стволовых клеток (HSCT), после просмотра телевизионной программы о результатах такого лечения. Через два дня после проведенного лечения Палмер начал вновь чувствовать свои ноги.

HSCT-лечение, которое использует стволовые клетки для «перезагрузки» иммунной системы, по-прежнему считается Национальным обществом рассеянного склероза не внушающим доверия.

Лечение, всё ещё находящееся на экспериментальной стадии и не одобренное Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, может привести к долгосрочным побочным эффектам, включая инфекции и бесплодие.

По данным Healthline, около 2,3 млн человек в мире страдают рассеянным склерозом, который в тяжёлых случаях может привести к параличу, потере зрения и сокращению функций мозга. Исследователи до сих пор не определили причину заболевания.

Уже в середине этого года в России начнётся тестирование уникальной системы, которая позволит парализованным и людям с ограниченными возможностями общаться в социальных сетях и переписываться с близкими.

Проект реализует компания «Нейрочат». Суть метода заключается в управлении «силой мысли». Для этого служит специальная гарнитура, которая надевается на голову и регистрирует электроэнцефалограмму (ЭЭГ). Устройство снимает нейрофизиологические показатели пациента и преображает его мысленные усилия в определённые команды для клавиатуры компьютера или других исполнительных устройств.

Как сообщают «Известия», регистрируемые показатели могут передаваться посредством беспроводной связи на ПК, смартфон или планшет. Для преобразования данных в команды служит специальное программное обеспечение.

После определённой тренировки мысленным способом можно «печатать» пять–шесть символов в минуту. В дальнейшем скорость работы системы планируется довести до одного символа в секунду, но для этого потребуется длительное обучение пользователя.

Уже предстоящим летом для проведения тестирования будет выпущено 30–50 гарнитур. После завершения испытаний — в начале 2018 года — планируется изготовить около 400 коммерчески доступных устройств, которые будут стоить примерно $1000. Рассматривается также возможность сдавать гарнитуры в аренду по цене от 1000 до 3000 рублей в месяц.

Чтобы дети-инвалиды могли ощущать себя полноценными членами общества невзирая на болезни, которые не позволяют им общаться с окружающими их людьми, ежегодно разрабатываются системы наподобие Tobii EyeMobile Eye Tracking. Данный комплекс представляет собой продвинутую систему визуального управления, которая успела получить от родителей ласковое прозвище «компьютер-говорилка». С её помощью ребёнок учится выражать свои мысли, отвечать на вопросы и занимается саморазвитием даже в тех случаях, когда недуг полностью обездвижил его.

«На вооружение» Tobii EyeMobile Eye Tracking и аналогичное по своей сути оборудование принимается, к сожалению, преимущественно в США и европейских странах. Эффективность подобного способа коммуникации подтверждается отзывами всё тех же родителей. Так, в одной из немецких школ недавно появилась система PC Eye Explore — хоть и куда более простое устройство, нежели упомянутая выше модель, но не менее эффективное средство для визуального управления. PC Eye Explore даёт возможность детям с ДЦП и рядом других недугов, по причине которых те утратили способность разговаривать привычным для нас способом, общаться через специальное ПО. Об опыте эксплуатации PC Eye Explore поделилась на своей странице в Facebook* Екатерина Шабуцкая, которая переехала с дочкой Настей в Германию для лечения своего ребёнка, появившегося на свет с пороком развития головного мозга.

assistive-technology.co.uk

Как происходит непосредственно сам процесс обучения ребёнка? PC Eye Explore представляет собой «палку», которую необходимо прикрепить к компьютеру или планшету. На неё разместились датчики, в задачу которых входит отслеживание взгляда пациента для определения положения его глаз в конкретный момент времени. Вся получаемая PC Eye Explore информация отправляется на компьютер и обрабатывается в специальных приложениях — Gaze Point и Look to Lear.

Ребёнок, в свою очередь, должен будет выполнять специальные игровые задания лишь при помощи взгляда. Перемещение условного курсора на экране — выбор нужных иконок, картинок, надписей и всего остального — реализовано за счёт движения глаз и концентрации взгляда на нужном виртуальном объекте.

ww.inclusive.co.uk

www.tobiidynavox-es.com

Дети, утратившие способность двигать конечностями, могут играть в увлекательные развивающие игры и даже писать текст, который впоследствии будет проговариваться синтезатором речи. Овладение нужными навыками визуального контроля откроют ребёнку доступ во Всемирную паутину — многие пациенты научились будучи прикованными к кровати выполнять домашнее задание, искать в Интернете нужную информацию.

* Внесена в перечень общественных объединений и религиозных организаций, в отношении которых судом принято вступившее в законную силу решение о ликвидации или запрете деятельности по основаниям, предусмотренным Федеральным законом от 25.07.2002 № 114-ФЗ «О противодействии экстремистской деятельности».

Бывший участник гонок IndyCar, являющийся сейчас владельцем команды Verizon IndyCar Series Team, Сэм Шмидт (Sam Schmidt) принял участие в демонстрационной езде в рамках Long Beach Grand Prix. Это стало его первой гонкой на этой трассе с 2000 года, когда он был парализован в результате несчастного случая.

Arrow

Шмидт управлял модифицированной версией автомобиля 2014 C7 Corvette Stingray, которая была создана в рамках проекта Arrow Semi-Autonomous Motorcar (SAM). Гонщик смог преодолеть крутые повороты и подъёмы на высокой скорости, используя интегрированную передовую электронику, управляемую сигналами его мозга. Шмидт проехал один демонстрационный круг длиной 3,2 км, который включал также 180-градусную «шпильку». При этом максимальная скорость движения составила 50 миль в час, или около 80 км/ч.

Arrow

В мае прошлого года Шмидт стал первым человек с параличом четырёх конечностей, который на высокой скорости преодолел трек Indianapolis Motor Speedway. Гонщику удалось проехать четыре круга на скорости 156 км/ч, а также разогнаться до 172 км/ч. Как отметил Шмидт, он уже не надеялся когда-либо сесть за руль. И только уникальный проект позволил ему вновь заняться любимым делом, о котором он мечтал ещё с пяти лет. Гонщик утверждает, что в SAM-автомобиле он чувствует себя снова полноценным человеком.

Arrow

SAM является совместным проектом компаний Arrow Electronics, Freescale Semiconductor, Schmidt Peterson Motorsports и Conquer Paralysis Now. Основной разработкой автомобиля, интеграцией систем и разработкой специализированных решений занимается Arrow. Передовая технология Freescale используется для человеко-машинного взаимодействия. В версии SAM Car 2.0 появилась возможность делать более резкие левые и правые повороты, а также синхронизировать ускорение и торможение с более высокой точностью. Целью проекта является создание автомобилей, которыми могли бы управлять инвалиды с разной степенью тяжести травм.

Инженеры лаборатории Creativity Lab (C-Lab) компании Samsung Electronics разработали устройство, которое умеет следить за мозговыми импульсами и оценивать риск развития паралича.

CDRinfo

Группа разработчиков под руководством Си-хун Лима (Se-hoon Lim) представила прототип Early Detection Sensor & Algorithm Package (EDSAP). Это решение включает набор сенсоров и алгоритмов. EDSAP позволяет с использованием смартфона или планшета проводить мониторинг сигналов мозга и предсказывать вероятность паралича. Главной целью разработки является ранняя диагностика, которая во многих случаях может спасти человека, подверженного риску, от трагических последствий паралича и инвалидности.

CDRinfo

Устройство, отдалённо напоминающее наушники, крепится к голове, а сенсоры собирают данные и отправляют их специальному приложению на смартфоне. При этом анализ занимает всего 60 секунд. Если же время мониторинга увеличить, то EDSAP предоставит дополнительную информацию, связанную с неврологическим состоянием пациента, например, определит стресс, тревогу, изменение состояния во время сна.

По сравнению с другими сенсорами мозговых импульсов, представленными на рынке, EDSAP выделяется несколькими достоинствами. Во-первых, анализ проходит гораздо быстрее 15 минут, что является стандартным значением для подобных приборов. Во-вторых, благодаря специальным материалам с высокой проводимостью инженерам удалось добиться повышенной точности работы прибора. Кроме того, EDSAP легко эксплуатировать. В новинке интенсивно используются методы искусственного интеллекта и обработки сигналов.

В будущем Samsung планирует расширить сферу применения устройства. Оно научится снимать электрокардиограммы и регистрировать деятельность сердечного мускула. Свои новые достижения инженеры намерены показать уже в ближайшие несколько месяцев.

Не так-то просто придумать беду хуже паралича, когда человек не в состоянии ходить и полноценно себя обслуживать. Но наука не стоит на месте и для этих несчастных ясно обозначился свет в конце тоннеля, обещающий если и не полное прекращение страданий, то возврат к практически нормальной повседневной жизни.

Так выглядит прототип e-Dura

Команде швейцарских учёных удалось добиться огромных успехов в создании гибких позвоночных имплантатов с электродами, способными имитировать импульсы, посылаемые здоровой нервной системой двигательным нервам. Проект e-Dura представляет собой гибкое устройство, сочетающее в себе кремний, платиновые и золотые контакты, а также жидкостные микроканалы, имитирующие здоровый отдел позвоночника. Имплантат способен передавать сигналы, посылаемые мозгом в соответствующие места организма.

Конечно, работы предстоит ещё немало и до тестов на людях ещё далеко, но лабораторные тесты на парализованных крысах показали, что с помощью e-Dura те смогли восстановить двигательную активность в течение всего двух недель. Учёные, работающие над проектом, надеются, что их проект сможет разрешить самые разнообразные проблемы с позвоночником, а также помочь в лечении таких заболеваний, как эпилепсия и болезнь Паркинсона. А ещё e-Dura может снимать хронические боли, по крайней мере, в теории.

Медицина и технический прогресс идут бок о бок на протяжении многих десятков лет. Ярким примером этого являются программы по разработке экзоскелетов и бионических протезов. Если первые выступают в роли вспомогательного устройства, призванного восстановить первоначальную функциональность опорно-двигательной системы, то вторые становятся всё более совершенной заменой потерянной руки или ноги, позволяющей ощутить её владельцу даже различную силу прикосновения к искусственной конечности.

en.haberler.com

Однако наука, уделяя внимание технологичным механизированным устройствам, иногда отклоняется от курса истинных медицинских инноваций. Примером того, что парализованный человек без сторонних приспособлений сможет снова стать полноценным членом общества, лишённым физиологических недостатков, стала предложенная польскими и британскими специалистами методика. Их уникальная технология, подразумевающая хирургическое вмешательство и пересадку клеток, не предусматривает задействование каких-либо экзоскелетов. Для этого проводится операция, во время которой у пациента трансплантируются нейроэпителиальные обкладочные клетки из обонятельной луковицы, расположенной в носовой полости и отвечающей за идентификацию запахов. Именно данный биологический материал, по мнению учёных, имеет уникальную способность не только саморегенерации, но и восстановления других клеток при пересадке.

В качестве добровольца для операции выступил польский пожарный Дарек Фидыка (Darek Fidyka), парализованный от груди и ниже в результате многочисленных ножевых ранений, нанесённых ему в спину в 2010 году. Все два года, несмотря на интенсивные курсы и специальные занятия, парализованный пациент практически не демонстрировал тенденцию к восстановлению.

Операцию было решено проводить в одном из медицинских центров в Польше совместно с прибывшими туда экспертами из Лондона, а состояла она из двух этапов. Сначала Фидыку удалили одну обонятельную луковицу, использовав её для получения необходимых клеток искусственным лабораторным путём. Второй и ключевой фазой стала непосредственно пересадка 500 тыс. клеток в повреждённые в результате ранения ножом нервные волокна спинного мозга, для чего врачам понадобилось примерно 100 микроинъекций.

www.diregiovani.it

Возвращение к привычной жизни даже после такой операции является процессом длительным и требующим титанических усилий. Только спустя полгода парализованный пациент сумел совершить несколько своих первых шагов, опираясь на специальные системы поддержки. Но уже через два года 38-летний пациент снова обрёл возможность не только полноценно ощущать свои нижние конечности, но даже самостоятельно передвигаться на них. Правда, пока что ходить у него получается лишь в специальном корсете, однако в будущем он непременно сможет вернуться к привычному образу жизни.

www.cbc.ca

На курс реабилитации господина Дарека Фидыка было потрачено в общей сложности около $4 млн, которые выделили две научно-исследовательские организации — Фонд спинных травм Николлса (NSIF) и британский Фонд стволовых клеток (UKSCF).

Проделанная работа стала поистине гигантским и революционным шагом в современной медицине. Стоит отметить, что на достижение конечного результата было потрачено 40 лет непрерывных исследований по данному направлению. Тем не менее, учёным из Польши и Великобритании удалось на практике и реальном примере доказать всему миру, что спинномозговые нервы могут восстанавливаться при наличии катализатора, с ролью которого успешно справились трансплантированные обкладочные клетки из обонятельной луковицы.

www.theguardian.com

«То, чего мы сумели достичь, кажется более грандиозным событием, чем первый сделанный человеком шаг на Луне», — рассказал руководитель проекта с британской стороны, глава отдела нейрорегенерации в Институте неврологии при Университетском колледже Лондона профессор Джефф Райсман (Geoff Raisman).

«Ты готов? — раздался голос инженера-ассистента и затем последовал отсчёт. — 3,2,1...».

Через несколько секунд Ян Баркхарт (Ian Burkhart) смог пошевелить кистью своей парализованной руки, которую он не ощущал уже четыре года. Последний раз насладиться полноценной жизнью ему удалось в 2010 году. Отправившись отдохнуть с друзьями на побережье Атлантического океана, 23-летний юноша во время купания не рассчитал свой прыжок в воду и ударился о дно, вследствие чего едва не утонул. Друзья вовремя достали Яна из воды и отправили в больницу, однако из-за полученного перелома шеи большая часть тела парня оказалась парализованной, в том числе часть руки от локтя до кончиков пальцев.

Однако Ян Баркхарт оказался в числе счастливчиков, попавших в экспериментальную программу лечения. Методика восстановления работы парализованных частей тела, предложенная учёными из американской некоммерческой исследовательской организации Battelle, представляла собой комплекс процедур. Первым этапом в нём значилась хирургическая операция и последующая установка в черепной коробке пациента специального чипа, имплантируемого в мозг, а также дополнительного передатчика. Последний крепился небольшими винтами непосредственно к костному каркасу головы и выступал в роли своеобразного хаба, к которому подключался идущий от чипа провод и осуществлялась дальнейшая передача сигнала уже вне черепа. Все перечисленные манипуляции поручили хирургам медицинского центра Векснера Университета штата Огайо.

Далее пациенту потребуются регулярные тренировки на компьютере для отработки команд, которые будут посылаться при помощи создаваемых импульсов человеческим мозгом и последующей отправки сигнала на виртуальный тренажёр. Во время таких процедур при помощи одной лишь силы мысли парализованный пациент должен в совершенстве овладеть навыками управления и контроля цифровой версией его руки или ноги, которую он сможет видеть на дисплее монитора. Для этого специалисты Battelle присоединяют к его голове специальные провода, а далее в работу вступает встроенный в мозг микрочип и интенсивная мозговая активность, сосредоточенная на задаче взаимодействия с пока что виртуальной частью тела.

Трижды в неделю Ян Баркхарт отводил время в своём распорядке дня на тренировки перед экраном монитора. Стоит отметить, что ему удалось достаточно быстро освоить технику и специфику управления цифровой рукой, поэтому специалисты Battelle посчитали необходимым перейти к практическим занятиям уже со своим организмом.

Учёные поместили вблизи запястья и локтя парня специальные устройства, схожие по внешнему виду с пластиковым браслетом. Его оснастили электродами для стимуляции мышечной активности парализованной кисти. Закрепив один конец провода на приборах с электродами, а другой — на голове Яна, врачи и инженеры надеялись увидеть то, ради чего и было потрачено столько сил и времени на разработку технологии.

Перед Баркхартом поставили звучащую весьма просто для здорового человека, но одновременно невыполнимую задачу перед парализованным больным: «сосредоточься на основной цели и представь, как ты уже шевелишь своими пальцами рук».

Спустя несколько секунд парализованные пальцы пациента начали дрожать, а потом присутствующие во время эксперимента журналисты увидели движения кисти. Через мгновение Ян смог не просто пошевелить пальцами, но и стал одним из немногих, кто после травмы подобного рода без посторонней помощи самостоятельно сжимал и разжимал пальцы в кулак.

Следующим шагом стала просьба врачей взять в руки ложку, лежавшую рядом с рукой на столе. И хоть с Баркхартом не проводилось занятий на компьютерном тренажёре для выполнения подобных действий, он смог весьма уверенно схватить металлический предмет, приподнять и некоторое время его держать.

Подобный успех вселил надежду на выздоровление не только у Яна, но и у миллионов других травмированных людей по всему миру. Учёные из Battelle уверены, что представленная ими технология позволит овладеть контролем не только пальцев, но и со временем всей рукой целиком.

Как выяснилось, учёные из Стэнфордского Университета под командованием Доктора Филипа Лоу (Dr. Phillip Low) работают со всемирно известным физиком-теоретиком Стивеном Хокингом (Stephen Hawking), который, напомним, поражен параличом. Целью учёных является получение прямого доступа к мозговым волнам Хокинга.

Для этого команда использует устройство под названием iBrain. Оно способно принимать мозговые волны человека и передавать их таким образом, чтобы затем с ними можно было взаимодействовать с помощью компьютера. Устройство представляет собой чёрную повязку на голову, в которую встроены нейротрансмиттеры.

Вполне возможно, что в следующем месяце на конференции Francis Crick Memorial Conference, которая будет проходить в Кембридже, Лоу продемонстрирует технологию на Хокинге. Ранее учёный уже испытывал устройство на знаменитом физике, причём испытание прошло довольно успешно. Лоу сообщил, что его технология даёт возможность связывать телодвижения с библиотекой слов и преобразовывать их в речь, благодаря чему способность Хокинга общаться будет больше зависеть от его мозга, а не от его тела.

Одной из причин привлечения iBrain является ухудшение состояния мышц руки физика. На данный момент на создание сообщения у Хокинга уходит несколько минут.

Материалы по теме:

• Робот Toyota поможет больным параличом при ходьбе;
• Концептуальные перчатки Hand Sync помогут не замечать паралича руки;
• Обезьяны накормили себя, контролируя мыслями руку-робота.