Слепая женщина смогла видеть простые формы с помощью импланта в мозге

Вторая статья про Бернардету Гомес - испытательницу новой системы зрения и первого человека, которому стримили изображение игры прямо в мозг!

Первая статья: https://vk.com/wall-143694103_1163

В работе «Визуальное восприятие, вызванное интракортикальной 96-канальной системой микроэлектродов, имплантированной в затылочную кору человека» в «Журнале клинических исследований», опубликованной исследователем, кандидатом наук Ричард А. Норманном и его испанским соавтором, кандидатом наук Эдуардо Фернандесом, подробно описывается концепт бионического зрения для 60-летней Берны Гомес.

Команда провела серию экспериментов с Гомес в течение шести месяцев в Эльче, Испания, которые представляют собой прорыв для ученых, надеющихся создать визуальный протез, способный повысить самостоятельность жизни слепых людей.

Нейрохирург имплантировал изобретенную Норманном матрицу микроэлектродов Массив Юты (Utah Electrode Array) в зрительную кору головного мозга Гомес, чтобы регистрировать и стимулировать электрическую активность нейронов.

Гомес носила очки с миниатюрной видеокамерой; специализированное программное обеспечение кодировало визуальные данные, собранные камерой, и отправляло их на имплант. Затем массив стимулировал нейроны, производя фосфены, которые Гомес воспринимала как белые точки света, из которых формировалось изображение.

Бывшая учительница естествознания была полностью слепа в течение 16 лет. У Гомес не возникло осложнений после имплантации массива и исследователи определили, что имплант не нарушает функцию нейронов в непосредственной близости от электродов и не влияет на функции коры. Гомес смогла идентифицировать образы линий, форм и простых букв.

Чтобы помочь ей попрактиковаться в использовании протеза, исследователи создали для Гомес видеоигру с персонажем из популярного телешоу «Симпсоны» . Благодаря точному описанию визуального восприятия и важности исследования, Гомес является соавтором исследования.

В некоторых экспериментах исследователи делали электрофизиологические записи во время стимуляции с помощью Массива Юты. В целом, 74,7% стимуляций, которые вызывали увеличение активности, зарегистрированной вокруг электродов (либо путем стимуляции одного электрода, либо нескольких электродов одновременно), были связаны с визуальным восприятием.

«Эти результаты очень впечатляют, потому что они демонстрируют как безопасность, так и эффективность», - сказал Фернандес, который сотрудничает с Норманном уже более 30 лет и является заместителем профессора в Глазном центре Морана. «Мы сделали значительный шаг вперед, продемонстрировав потенциал этих типов устройств по восстановлению функционального зрения для слепых людей».

Норманн и его коллега, кандидат наук Грегори Кларк, впервые использовали Массив Юты для пациентов с ампутированными конечностями, чтобы оценить его безопасность и эффективность. Он позволил инвалидам управлять протезами, силой мысли шевелить пальцами или рукой. Испанские ученые были первыми, кто имплантировал Массив Юты в зрительную кору.

Массив Юты имеет размер 4 на 4 мм и имеет 100 микроэлектродов, каждый длиной 1,5 мм, которые могут как записывать, так и воспроизводить электрическую активность нейронов, взаимодействующих в головном мозге. Имплантированный в зрительную кору полностью слепой женщины, матрица стимулировала нейроны производить фосфены, которые она воспринимала как белые точки света, из которых формировались образы.

Нейрохирург группы поместил в мозг Гомес всего один массив, но опубликованное исследование, проведенное Норманном, показывает, что от семи до десяти массивов в зрительной коре, работая вместе, могут дать более качественное изображение. В исследовании участвовали нейрохирурги и нейробиологи Университета штата Юта, доктор медицины Джон Д. Ролстон и доктор философии Тайлер Дэвис.

«Одна из целей этого исследования - сделать слепого более самостоятельным, - сказал Норманн. «Это может позволить им легко идентифицировать человека, дверные проемы или автомобили. Это повысит независимость и безопасность. Это то, над чем мы работаем».

Исследовательская группа надеется, что в следующей серии экспериментов будет использоваться более сложная система кодирования изображений, способная одновременно задействовать большее количество электродов для воспроизведения более сложных визуальных изображений.

Авторы статьи: Eduardo Fern?ndez, Arantxa Alfaro, Cristina Soto-S?nchez, Pablo Gonzalez-Lopez, Antonio Lozano, Sebastian Pe?a, Maria Dolores Grima, Alfonso Rodil, Bernardeta G?mez, Xing Chen, Pieter R. Roelfsema, John D. Rolston, Tyler S. Davis, and Richard A. Normann.

Финансирование было предоставлено грантом RTI2018-098969-B-100 испанского министерства инноваций и университетов, грантом PROMETEO / 2019/119 от Generalitat Valenciana, научным руководителем Bidons Egara Университета Мигелем Эрнандесом, John A. Офтальмологический центр Морана при Университете штата Юта, отделение нейрохирургии Университета штата Юта, а также неограниченный грант Отдела офтальмологии и визуальных наук Университета штата Юта от Исследовательского центра по предотвращению слепоты, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.

Источник: vk.com

Комментарии: