Спинной мозг беспроводным способом подключили к головному и вернули человеку с травмой позвоночника подвижность

Швейцарские нейроинженеры совершили прорыв в лечении паралича, создав беспроводной «мост» между головным и спинным мозгом. 38-летний пациент, потерявший способность ходить после травмы шейного отдела позвоночника, вновь обрёл контроль над ногами благодаря системе, которая считывает мысли о движении и преобразует их в электрические импульсы для мышц. Это не просто лабораторный эксперимент: мужчина уже передвигается по пересечённой местности используя костыли, и, что ещё важнее, его мозг начал регенерировать нейронные связи, частично восстанавливая естественную проводимость.

Как работает цифровой интерфейс «мозг-позвоночник»

В основе технологии лежит идея обхода повреждённого участка спинного мозга. У пациента, который десять лет назад упал с велосипеда, нервные пути были разорваны. Чтобы восстановить связь, исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) использовали уже имеющиеся у мужчины имплантаты для эпидуральной стимуляции. В череп были вживлены дополнительные датчики, считывающие электрическую активность коры головного мозга.

Система работает в два этапа. Сначала нейросеть обучается распознавать желание пациента совершить определённое движение — например, сделать шаг. Затем закодированный сигнал по беспроводному каналу передаётся на стимулятор, расположенный в позвоночнике. Электроды подают импульсы на спинной мозг ниже травмы, заставляя мышцы ног сокращаться. Весь процесс занимает доли секунды, создавая иллюзию естественного управления.

Технические детали: от питания до частот

Ключевой элемент — это два независимых канала передачи данных. Энергия для работы внутричерепных датчиков поступает индуктивно на частоте 13,56 МГц, а сам сигнал о намерении двигаться передаётся на дециметровой волне (405 МГц). Приёмное устройство, которое пациент носит в рюкзаке, расшифровывает команды и отправляет их на стимулятор. Алгоритмы машинного обучения здесь играют критическую роль: они адаптируются к изменяющейся нейронной активности и корректируют импульсы в реальном времени.

Результаты, превзошедшие ожидания

После калибровки системы пациент смог не только ходить по ровной поверхности, но и преодолевать неровный рельеф, а также удерживать равновесие с помощью костылей. Устройство показало стабильную работу за пределами клиники, в домашних условиях. Однако самым неожиданным результатом стала частичная нейропластичность: через несколько месяцев использования интерфейса мужчина смог совершать некоторые движения ногами без внешней стимуляции. Это говорит о том, что искусственная обратная связь помогла «переучить» спинной мозг.

Ранее для лечения паралича применялась исключительно эпидуральная стимуляция, которая заставляла мышцы сокращаться по заданному шаблону, но не давала пациенту сознательного контроля. Новая разработка переводит процесс на принципиально иной уровень: человек командует телом силой мысли, а не просто активирует предустановленную программу. Если технология будет масштабирована, это может изменить подход к реабилитации при травмах позвоночника, особенно в тех случаях, когда повреждение не является полным анатомическим разрывом.