Исследование электрических сигналов мозга для движения парализованными конечностями

«Мы улавливаем «родные» электрические сигналы из мозга, которые говорят руке или другой конечности, как двигаться, и обеспечиваем передачу этих сигналов непосредственно в мышцы» сказал Ли Миллер, ведущий автор исследования.

Исследования сосредоточились на обезьяне с «парализованной» рукой. Ее электрические сигналы мозга и мышечные сигналы наблюдались и регистрировались на протяжении всего процесса.

Лабораторная обезьяна постоянно получала дозу местного наркоза для блокирования нервной деятельности в локтевом суставе, вызывая временный (и безболезненный) паралич руки. Она также получила крошечный имплантат «мульти-электрода», который ученые использовали для отслеживания электрических сигналов.

Когда электрические сигналы проходили через тело обезьяны, ученые смогли разработать алгоритм (декодер), который позволил им записывать и прогнозировать модели мышечной активности у обезьян — вплоть до момента, когда обезьяна хотела пошевелить рукой.

Ученые обнаружили, что сигналы обезьяньего мозга были в состоянии контролировать крошечные электрические токи, направленные в мышцы, заставляя их сокращаться и, следовательно, позволяя обезьяне пользоваться ее «парализованной» рукой.

«Обезьяна не сможет использовать руку идеально, но есть процесс обучения, как например, когда вы учитесь использовать новую компьютерную мышь или другую теннисную ракетку. Все чувствуется по-другому, но, впоследствии, Вы обучаетесь, приспосабливаясь ко всему новому», объясняет Миллер.

«Мы можем извлечь значительное количество информации всего из 100 нейронов, хотя существуют, буквально, миллионы нейронов, участвующих в создании любого движения телом», говорит Миллер.

«Одной из причин является то, что существуют, так называемые, исходящие нейроны, которые обычно посылаются сигналами к мышцам. За такими нейронами есть многие другие, из которых мозгом ведутся расчеты для того, чтобы точно контролировать движение. Мы смотрим на конечный результат всех этих расчетов и используем их».