Международной группе ученых удалось добиться небольшого восстановления чувствительности и движений ног у парализованных пациентов с помощью виртуальной реальности, нейроинтерфейса и роботизированного экзоскелета. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.
Сотрудники бразильской Лаборатории нейрореабилитации при Ассоциации поддержки научных исследований имени Альберто Сантос-Дюмона с коллегами из США, Швейцарии и Германии пригласили для участия в эксперименте восемь человек, страдающих от полного паралича ног вследствие травмы спинного мозга (это состояние называется параплегией). Время, прошедшее у них с момента травмы, на момент начала исследования составило от 3 до 13 лет.
Все участники дважды в неделю проходили тренировки с нейроинтерфейсом. Он представляет собой электроэнцефалограф, 11 электродов которого регистрируют активность мозга и передают данные в компьютер, интерпретирующий их. На первом этапе эксперимента добровольцы учились с помощью нейроинтерфейса управлять аватаром в виртуальной реальности, представляя, что ходят сами.
Когда они достигли определенных успехов, к тренировкам добавили занятия с экзоскелетом, который также управляется нейроинтерфейсом и дает человеку осязательную обратную связь. Аналогичный экзоскелет помог парализованному мужчине ударить по мячу на церемонии открытия Чемпионата мира по футболу 2014 года.
После года тренировок у всех пациентов начала появляться чувствительность в парализованных ногах: они могли с большей или меньшей точностью определить болевое воздействие, прикосновение и положение конечности. Кроме того, добровольцы приобрели способность по желанию вызывать небольшие сокращения мышц ниже повреждения спинного мозга, которые можно зарегистрировать электромиографом (прибором для определения электрической активности мышц). У половины пациентов улучшения оказались настолько выраженными, что диагноз полной параплегии им заменили на частичную.
Точный механизм такого небольшого, но беспрецедентного восстановления функций поврежденного спинного мозга не известен. Исследователи предполагают, что комплексное использование биологической обратной связи могло «включить» немногочисленные нервные волокна, сохранившиеся после травмы, но переставшие функционировать.
Роботизированные экзоскелеты с нейроинтерфейсом неоднократно использовались в экспериментальной реабилитации парализованных людей. Виртуальную реальность также применяли в медицинских исследованиях (например, для помощи при депрессии, паранойе, укачивании и восстановлении после инсульта). Однако совместно их использовали впервые, получив недостижимый ранее результат.