28-летний француз по имени Тибо получил травму шейных позвонков в результате аварии. У него отнялись все конечности, по-прежнему самостоятельно управлять он мог только некоторыми мышцами левой руки. Последние два года Тибо тренировался контролировать виртуальный экзоскелет с помощью сигналов из мозга, и теперь он прошёл свои первые 145 метров, будучи оснащён реальным экзоскелетом.
В четверг исследователи из Университета Гренобля (фр. Université Grenoble-Alpes) обнародовали результаты исследования, профинансированного компанией Clinatec. Их работа показывает, что использование роботизированной системы с четырьмя конечностями (экзоскелета) может помочь пациентам с тетраплегией — параличом большей части тела, включая верхние и нижние конечности.
Учёные и пациенты работали вместе над алгоритмом интерпретации сигналов мозга и превращения их в движения экзоскелета, в результате чего получили первый полуинвазивный беспроводной интерфейс «компьютер-мозг» (brain-computer interface, BCI), предназначенный для работы с экзоскелетом. Так заявил в пресс-релизе профессор Алим-Луи Бенабид (Alim-Louis Benabid), нейрохирург, глава правления компании Clinatec и заслуженный профессор Университета Гренобля.
Чтобы позволить контролировать экзоскелет с помощью мыслей, исследователи имплантировали Тибо два датчика между кожей и мозгом (не в сам мозг). Датчики регистрировали активность сенсомоторной коры, части мозга, отвечающей за движения и ощущения.
Новизна результатов в том, что во всех других подобных экспериментах микросхемы и датчики имплантировали непосредственно в мозг и подключали их к компьютеру с помощью провода. В этом исследовании, в отличие от других, была использована менее инвазивная технология, а подключение осуществлялось беспроводным путём.
После разработки и имплантации BCI, нужно было обучить пациента управлять своей мозговой деятельностью так, чтобы она коррелировала с правильными движениями аппарата. Для того чтобы отточить команды мозга, сначала пациент играл в игру, похожую на пинг-понг: он перемещал платформу внизу экрана влево или вправо, и должен был ею ловить и отражать мяч. Помимо этого, он также учился управлять виртуальной роборукой — протягивать руку и поворачивать запястье. После завершения этих этапов, он перешёл к попыткам управления полным виртуальным экзоскелетом — перемещал руки и пытался дотронуться ими до разных рычагов (см. видео).
В конце концов, на Тибо надели настоящий экзоскелет, в котором пациент прошёл 145 метров. Экзоскелет всё ещё не автономен, он прикреплён к потолку для поддержания равновесия, но сведений уже достаточно для того, чтобы понять, что у технологии есть большое будущее. Самое перспективное её применение в ближайшее время — помочь парализованным людям управлять инвалидными колясками с помощью сигналов мозга.
