Sučelja mozak i stroj nude nadu za ozljede mozga, vizija
Polje u nastajanju opisuje napore da se koristi ono što je poznato o tome kako mozak obrađuje i pakira informacije kako bi se razvili strojevi ili uređaji koji pomažu ljudima da povrate funkciju nakon ozljede ili bolesti.
Razmislite: Vaš mozak sam može upravljati pokazivačem računala.
To nije toliko znanstveno fantastično kako zvuči. Na Neuroscience 2010 u San Diegu ovog tjedna, na godišnjem sastanku Društva za neuroznanost, istraživači su izvijestili o tome kako sučelja mozak-stroj omogućavaju kontrolu mozga kursorima, ubrzavajući oporavak kontrole ruku kod pacijenata s moždanim udarom i pružajući nadu za vraćanje vida nakon oštećenja mrežnice.
U samo 6 minuta sudionici jedne studije naučili su kako pomicati pokazivač zaslona samo svojim mislima, rekla je dr. Anna Rose Childress, istraživačica na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Pennsylvania.
Evo kako: Sudionici su bili unutar funkcionalnog MRI skenera koji registrira protok krvi u aktivnim dijelovima mozga. Druga istraživanja sugeriraju da kad ljudi dobiju povratne informacije o tim moždanim signalima, mogu steći kontrolu nad njima.
Dok su sudionici ležali u skeneru, računala su naučila otkrivati dva uzorka mozga koja su pokazali dobrovoljci. U jednom su sudionici zamoljeni da razmisle o udaranju teniske lopte, a u drugom da zamisle prelazak iz jedne sobe u drugu.
Zatim su ponovili misaone obrasce i pomaknuli pokazivač zaslona povezan s njihovom moždanom aktivnošću.
"Svaka je misao povezana s aktivnošću u određenom dijelu mozga", rekla je Childress. Teniska lopta predstavljala je ponavljane aktivnosti ruku, a prelazak iz sobe u sobu predstavljao je prostornu navigaciju.
Svih 14 ispitanika, nakon kratkog treninga, mogli su mislima pomicati kursor.
U drugim istraživanjima, kombinacija stimulacije mozga i fizikalne terapije ubrzala je oporavak kontrole ruku kod pacijenata s moždanim udarom, rekao je dr. Sc. Satoko Koganemaru, istraživač sa Sveučilišta Kyoto u Japanu.
"Moždani udar rezultira abnormalno povećanom napetošću mišića plus mišićnom slabošću", rekla je.
Dala je transkranijalnu magnetsku stimulaciju, neinvazivnu tehniku koja se ponekad koristi za liječenje depresije, 9 pacijenata s moždanim udarom. Primijenjen je na onu stranu mozga koja je oštećena moždanim udarom, u području povezanom s motoričkom kontrolom.
Pacijenti su također radili "motoričku praksu", skupljajući i oslobađajući mišiće prstiju i zapešća.
Kombinirana terapija nastavljena je dva puta tjedno tijekom 6 tjedana.
Koganemaru je pokazao video jednog pacijenta. "Otkrili smo da pacijent može pomicati zglob i ruku u širem rasponu", rekla je. Pacijent je također imao jači stisak, rekla je.
Tri mjeseca kasnije, poboljšanja su zadržana. Zašto? "Kroz vježbu i stimulaciju mozga, mozak se prilagođava", rekao je Koganemaru, "čineći bolju kontrolu mišića."
Za ljude koji imaju degenerativnu bolest mrežnice, nova umjetna mrežnica izgleda kao da bi mogla vratiti normalniji vid od postojećih protetskih uređaja, rekla je dr. Sheila Nirenberg, istraživačica na Medicinskom fakultetu Weill Cornell u New Yorku.
"Ništa blizu normalnog vida nije moguće", rekla je. Ostali uređaji usredotočeni su na povećanje broja stanica koje se ponovno aktiviraju u oštećenoj mrežnici, rekla je. Novi uređaj nadilazi to. "Razvili smo mrežničku protetiku koja uključuje neuronski kod mrežnice."
Nirenberg je rekao da nije dovoljno jednostavno stimulirati stanice, bitno je stimulirati ih ispravnim kodom - kodom koji mrežnica šalje u mozak koji slike pretvara u signale koje mozak može razumjeti.
U novom uređaju koder uzima sliku i pretvara je u kôd koji koriste stanice ganglija, koje primaju vizualne informacije izvana. Dalje, pretvarač ima ganglijske stanice "vatru" u skladu s kodom. Rezultat je prirodnija slika, a ne samo percepcija mrlja i rubova.
Novi je uređaj rekonstruirao lica, krajolike, pa čak i novinski papir, rekao je Nirenberg.
"To skače performanse sustava na gotovo normalne razine", rekla je. Sustav je do sada testiran samo na životinjama, ali Nirenberg uskoro planira studije na ljudima.
Izvor: Društvo za neuroznanost
