Китай первым в мире одобрил коммерческое использование интерфейса «мозг-компьютер»

Имплантируемые интерфейсы «мозг-компьютер», создаваемые для реабилитации людей с параличом, продолжают активно разрабатывать. Однако из-за инвазивности и возможных рисков они пока не получили широкого применения. Первое в мире одобрение на широкое использование такого интерфейса выдали в Китае. Имплантируемое устройство с восемью электродами, соединенными по беспроводной связи с внешним процессором и перчаткой-экзоскелетом, успешно показало себя в клиническом испытании. В течение девяти месяцев после установки его носил мужчина, парализованный из-за разрыва спинного мозга. За это время он научился выполнять бытовые задачи с помощью интерфейса, а его собственная моторика начала восстанавливаться — он смог держать предметы в ранее парализованной руке даже без устройства. 

Травмы спинного мозга могут приводить к полному и частичному параличу, который лишает человека возможности нормально выполнять даже самые простые повседневные дела. Имплантируемые в кору головного мозга интерфейсы «мозг-компьютер» серьезно улучшают реабилитацию таких пациентов, однако инвазивность и риски, связанные с постоянным ношением имплантата, пока сдерживают их широкое внедрение. Группа из Китая разработала и протестировала минимально инвазивный имплантат с восемью хроническими эпидуральными электродами, расположенными над первичной сенсомоторной корой. Его установили пациенту, обе руки которого были парализованы из-за травмы спинного мозга. После испытания имплант получил одобрение для использования на людях — это первый в мире мозг-компьютерный интерфейс, который станет доступным для применения за пределами клинических испытаний.

Мужчина возрастом около 50 лет получил повреждение спинного мозга в автоаварии более десяти лет назад. Травма привела к нарушению моторики обеих кистей — пациент не мог хватать, удерживать или сжимать предметы. Функции правой руки сохранились очень ограниченно, поэтому мужчина мог на небольшой угол сгибать руку в локте.

Пациенту установили минимально инвазивный мозг-компьютерный интерфейс под названием NEO (Neural Electronics Opportunity) состоит из эпидурального имплантата и внешнего процессора, соединенных беспроводной связью. Она же используется для контроля перчатки-экзоскелета, которую пациенту надевали на правую руку. Алгоритм обрабатывал сигнал, считываемый с сенсомоторной коры, и контролировал движения экзоскелета. Это позволяло пациенту выполнить движение кистью, представляя, как он его совершает. 

За девять месяцев использования в домашних условиях средняя точность распознавания намерений достигла 0,91, а успешность выполнения заданий на перемещение предметов — 100%. Система позволила пациенту справляться с повседневными задачами, для которых требуется использовать моторику кистей, например, самостоятельный прием пищи. Кроме того, исследователи отметили неврологическую реабилитацию — моторика верхних конечностей улучшилась, и после обучения с интерфейсом «мозг-компьютер» пациент мог удерживать в руке предметы и без него. 

Ученые измерили вызванные соматосенсорные потенциалы и обнаружили, что пиковое значение возросло относительно начала исследования. Это указывает на то, что поврежденные связи в спинном мозге начали восстанавливаться, вероятно, за счет нейропластичности и реорганизации некоторых нейронных связей. 

Разработка получила одобрение Национального управления по медицинским изделиям (NMPA) Китая. Имплантат будет применяться для людей с тяжелым параличом, чтобы помочь им восстановить моторику рук. Одобрение было получено одновременно с обнародованием нового пятилетнего плана китайского правительства, в котором мозг-компьютерные интерфейсы названы «отраслью будущего».

Интерфейс «мозг-компьютер» на основе стандартной клавиатуры облегчает общение с парализованными людьми