Nerwy sterowane maszyną

Eksperymenty amerykańskich uczonych dają nadzieję na skuteczne leczenie ludzi, którzy zostali sparaliżowani na skutek urazu rdzenia kręgowego. W przyszłości sztuczne połączenia nerwowe będą mogły zastąpić uszkodzone prawdziwe.

Aktualizacja: 16.10.2008 03:31 Publikacja: 16.10.2008 01:38

Nerwy sterowane maszyną

Foto: Fotorzepa, MW Michał Walczak

Impuls nerwowy z mózgu do sparaliżowanej kończyny przesłany został przez sztuczne połączenie. Na razie u makaka, ale uczeni sądzą, że wkrótce będzie to możliwe również u ludzi.

Sukces jest efektem wieloletnich badań specjalistów w Washington Primate Research Center. Informacje o nim przynosi dzisiejsze wydanie prestiżowego magazynu naukowego „Nature”

–Te badania wskazują nową drogę odzyskiwania kontroli, a więc sprawności ruchowej, dzięki zastosowaniu technologii neuroprotez, które w przyszłości połączą mózg z bezwładnymi kończynami – powiedział Joseph Pancrazio, dyrektor National Institute of Neurological Disrders and Stroke.

Eksperyment, który przeprowadził Chet Moritz z Uniwersytetu Waszyngtona w Seattle razem z kolegami z National Institute of Health, dowodzi, że sztuczne połączenie nerwowe między mózgiem a mięśniami działa równie dobrze jak system nerwowy.

Małpa z gatunku makaków Lapunder poruszała nadgarstkiem, podczas gdy nerwy przedramienia były zablokowane farmakologicznie. Impulsy z ośrodka ruchu w mózgu docierały bezpośrednio do mięśni. Połączenie za pośrednictwem sterowanego komputerowo obwodu okazało się wyjątkowo wydajne. Zwierzę nauczyło się je wykorzystywać. Małpa potrafiła poruszać nadgarstkiem we wszystkich kierunkach.

Brzmi to optymistycznie, ale do zastosowania neuroprotez w leczeniu ludzi droga jest jeszcze daleka. W trakcie eksperymentu naukowcy obserwowali aktywność jednego, wybranego neuronu w tzw. motorycznej korze mózgowej, obszarze mózgu odpowiedzialnym za świadomy ruch mięśni. Rejestrowali to za pomocą elektrod połączonych zewnętrznym obwodem z komputerem. Dwa zwierzęta laboratoryjne nauczone zostały poruszć nadgarstkiem w określony sposób, komputer rejestrował ten ruch, a na ekranie w odpowiednim miejscu pojawiał się się kursor.

Gdy zwierzęta opanowały tę „grę”, naukowcy przeszli do kolejnego etapu eksperymentu. Nerwy przewodzące sygnał do nadgarstka zostały zablokowane. Elektrody komputera badacze podłączyli bezpośrednio do mięśni nadgarstka. Impulsy płynące z mózgu zostały przetworzone przez komputer i dostarczone bezpośrednio do mięśni. Odpowiedziały one na sygnał z mózgu, co także potwierdzone zostało pojawieniem się kursora na ekranie komputera.

Wcześniej naukowcy przeprowadzili serię eksperymentów, podczas których dzięki umieszczeniu elektrod w mózgu zwierzęcia i komputerowemu oprogramowaniu małpa była w stanie poruszać zrobotyzowanym ramieniem.Inna grupa naukowców, eksperymentując z makakami, generowała sztuczne impulsy, które dostarczane były bezpośrednio do nerwów sparaliżowanej kończyny. – Ramię robota byłoby lepszym rozwiązaniem dla tych, którzy stracili kończynę, natomiast sparaliżowani będą mogli się nauczyć nimi na nowo posługiwać. Możemy stworzyć bezpośrednie połączenie między ośrodkiem ruchu a mięśniami, a chory będzie się mógł nauczyć, jak nad nimi zapanować – powiedział Ebehard Fetz z Uniwersytetu Waszyngtona.

[ramka][b]Nadzieja dla sparaliżowanych[/b]

Poszukiwania skutecznego sposobu regeneracji uszkodzonego rdzenia kręgowego w kilku przypadkach zakończyły się sukcesem. Na początku tego roku uczeni z Los Angeles udowodnili, że zadania zniszczonych struktur mogą przejmować ocalałe. Dzięki stymulacji krótkich dróg rdzeniowych udało im się sprawić, że sparaliżowana mysz ponownie zaczęła chodzić. Inny eksperyment, także przeprowadzony na zwierzętach, dowiódł, że nerwy w rdzeniu kręgowym można stymulować do regeneracji. W jaki sposób? Za pomocą bakterii. Trzy lata temu udowodnili to naukowcy z Johns Hopkins University. W tym samym roku nadzieję sparaliżowanym przyniosły badania zespołu z uniwersytetu w Zurychu. Tym razem proces odtwarzania połączeń komórek nerwowych został uruchomiony za pomocą przeciwciał. Eksperyment przeprowadzono na szczurach. Z kolei sklonowanie latem ubiegłego roku małpy otworzyło możliwość pozyskiwania komórek macierzystych (mają zdolność przekształcania się w dowolną tkankę). Szansę na samodzielność ofiarom urazów rdzenia niesie wszczepianie do mózgu implantów, za pomocą których człowiek może sterować elektrycznymi urządzeniami. Pierwszy taki zabieg przeprowadzono trzy lata temu u Amerykanina.

[i]—i.r.[/i][/ramka]

[i]masz pytanie, wyślij e-mail do autora

[link=mailto:k.urbanski@rp.pl]k.urbanski@rp.pl[/link][/i]

Impuls nerwowy z mózgu do sparaliżowanej kończyny przesłany został przez sztuczne połączenie. Na razie u makaka, ale uczeni sądzą, że wkrótce będzie to możliwe również u ludzi.

Sukces jest efektem wieloletnich badań specjalistów w Washington Primate Research Center. Informacje o nim przynosi dzisiejsze wydanie prestiżowego magazynu naukowego „Nature”

Pozostało 91% artykułu
Nauka
Pełnia Księżyca w grudniu. Zimny Księżyc będzie wyjątkowy, bo trwa wielkie przesilenie księżycowe
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań