Кіріспе

Ми имплантаты
BrainGate – қазіргі уақытта дамытылып, клиникалық сынақтардан өтетін, аяқ-қолдарының немесе басқа да дене функцияларының қозғалысын жоғалтқан адамдарға, мысалы, амиотрофиялық бүйірлік склероз (АБС) немесе жұлын зақымдануы бар науқастарға көмектесуге арналған ми имплантаты жүйесі. BrainGate технологиясы және Cyberkinetic компаниясының активтері енді жеке меншіктегі BrainGate, Co. компаниясына тиесілі. Миға имплантацияланған сенсор науқастың ми қызметін бақылап, пайдаланушының ниетін компьютерлік командаларға түрлендіреді.

Технология

Қазіргі BrainGate жүйесі миға имплантацияланған сенсордан және сыртқы декодер құрылғысынан тұрады, ол қандай да бір протез немесе басқа сыртқы нысанға қосылады. Сенсор – бұрын Юта массиві деп аталған микроэлектродтар массиві түрінде, ол 100 жіңішке электродтан тұрады, олар мидың белгілі бір аймақтарындағы, мысалы, қол қозғалысын басқаратын аймақтағы нейрондардың белсенділігінен туындайтын электромагниттік сигналдарды анықтайды. Сенсор осы белсенділікті электр зарядталған сигналдарға түрлендіреді, содан кейін олар сыртқы құрылғыға жіберіліп, бағдарламалық құралда декодталады. Декодер ми сигналдарын пайдаланып, робот қол, компьютер курсоры немесе тіпті мүгедектер коляскасы сияқты сыртқы құрылғыны басқара алады. Қысқасы, BrainGate адамға әлемдегі нысандарды тек ой күшімен басқаруға мүмкіндік береді. Нейрон үлгілерін нақты уақыт режимінде талдаудан өзге, BrainGate массиві кейінірек талдау үшін электрлік деректерді жазуға да қабілетті. Бұл мүмкіндікті невролог эпилепсиямен ауыратын науқастағы ұстамаларды зерттеу үшін пайдалануға болады.

Тарих

BrainGate бастапқыда Браун университетінің нейробиологиялық кафедрасының зерттеушілері мен Cyberkinetics, Inc. биотехнологиялық компаниясының бірлескен әзірлемесі болды. Кейін Cyberkinetics құрылғыны өндіруді Blackrock Microsystems компаниясына өткізді, қазір олар сенсорлар мен деректерді жинау аппараттарын шығарады. BrainGate компаниясы Cyberkinetics-тен зияткерлік меншік және оған қатысты технологияны сатып алып, BrainGate-ке байланысты зияткерлік меншіктің иесі болып қала береді. Радклиф ауруханасында жасалған процедура субъектінің шеткі жүйкелеріне массивтің имплантациясын қамтыды, бұл моторикалық және сезімталдық функцияларды, яғни екі тарапты сигнал беруді табысты қамтамасыз ету үшін жасалды. BrainGate-тің келесі толық клиникалық сынағын Массачусетс бас ауруханасы, Браун университеті және АҚШ Ардагерлер істері департаментінің зерттеушілері 2004 жылдан 2006 жылға дейін жүргізді, онда төрт тетраплегиямен ауыратын науқас зерттелді. 2006 жылы Nature журналында жарияланған мақалада көрсетілгендей, тетраплегиямен ауыратын адам тек ой арқылы компьютер экранындағы курсорды басқара алды, бұл оған электрондық поштаны ашуға және теледидар сияқты құрылғыларды пайдалануға мүмкіндік берді. Бір қатысушы, Мэтт Нейгл, омыртқа миының жарақатына ұшырады, ал екіншісі – ALS-тың прогрессивті түлімен ауырды. 2009 жылдың шілдесінде Массачусетс бас ауруханасы, Браун университеті және Провиденс ВА зерттеушілері «BrainGate2» деп аталған екінші клиникалық сынақты бастады. 2011 жылдың қарашасында Стэнфорд университетінің нейропротездерді аудармалық зертханасының зерттеушілері сынаққа екінші орын ретінде қосылды. Бұл сынақ әлі де жалғасуда. 2012 жылдың мамырында BrainGate зерттеушілері Nature журналында бірнеше жыл бұрын ми сабасының инсультінен паралич болған екі адамның робот қолдарын жеткізу және ұстау үшін басқара алғанын көрсететін зерттеу жариялады. Қатысушылардың бірі, Кэти Хатчинсон, қолды пайдаланып бөтелкеден кофе ішті, бұл оның 15 жылдан бері алғаш рет өздігінен ішуі болды. Бұл Массачусетс штатының Дорчестер қаласындағы "Бостон үйінде" болды, онда Хатчинсон тұрды. Зерттеуге Браун университетінің, Ардагерлер істері департаментінің, Массачусетс бас ауруханасының, Гарвард медицина мектебінің және Германия ғарыш агенттігінің зерттеушілері қатысты. Сондай-ақ, Стэнфорд университеті, Массачусетс бас ауруханасы, Кейс-Уэстерн Резерв университеті (Огайо штаты) және Провиденс ВА медициналық орталығы BrainGate2 клиникалық сынағына қатысушыларды белсенді түрде іздестіруде.