Timp de un deceniu, știința a demonstrat că tehnologia interfeței creier-calculator poate restabili simțul tactil persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării. Dar noi cercetări de la Universitatea din Pittsburgh sugerează că aceste câștiguri pot dura.
Cercetarea publicată săptămâna aceasta în Medicină translațională a științei a arătat că participanții cu leziuni ale măduvei spinării au reușit să mențină un simț artificial al atingerii, un participant menținând în mare parte rezultatele timp de 10 ani.
„Dacă vrem vreodată ca aceste dispozitive să devină clinice, atunci trebuie să reziste”, a spus Robert Gaunt, profesor de medicină fizică și reabilitare la Universitatea din Pittsburgh. „Această cercetare plantează un steag în pământ pentru siguranța și utilitatea utilizării interfețelor creier-calculator pentru a furniza stimulare senzorială în medii clinice și, în cele din urmă, în casele oamenilor.”
Cercetarea, realizată în colaborare cu Universitatea din Chicago, este primul studiu de acest fel și cel mai lung studiu privind siguranța microstimularii intracorticale la om până în prezent, potrivit lui Pitt.
Cinci voluntari – trei în Pittsburgh și doi în Chicago – au avut dispozitive cu fir implantate în creier capabile să furnizeze impulsuri electrice către părți ale creierului responsabile cu controlul brațelor și mâinilor, precum și cu sentimentele.
„Suntem capabili să folosim aceste dispozitive pentru a permite cuiva să folosească un braț robot pentru a întinde mâna, a apuca obiecte și a le ridica”, a spus Gaunt. „Și atunci când robotul atinge un obiect, oamenii pot simți acele senzații ca și cum ar veni din propriile mâini.”
Simțul tactil artificial nu reproduce pe deplin senzația unei mâini care ține o ceașcă sau o cârpă. Dar voluntarii au raportat senzații precum furnicături, vibrații și bâzâit, ceea ce le-a permis să manipuleze mai bine obiectele.
„Suntem generații de când putem face diferența dintre mătase și satin sau, sincer, chiar și un bloc de lemn și satin”, a spus Gaunt. Cu toate acestea, restabilirea chiar și a unei cantități limitate de atingere ar putea permite persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării să își mențină mai multă independență.
În timp ce potențialul interfețelor creier-calculator a captat imaginația companiilor private precum Neuralink, precum și a publicului, au rămas întrebări dacă aceste dispozitive ar putea rezista de-a lungul anilor de utilizare zilnică.
„Este oarecum evident, dar știind dacă un dispozitiv va funcționa timp de 10 ani, durează doar 10 ani”, a spus Gaunt.
Dintre cei cinci voluntari, Gaunt și echipa sa au furnizat 168 de milioane de impulsuri de stimulare a creierului prin intermediul dispozitivului de interfață pe o perioadă combinată de 27 de ani de implantare, fără niciun eveniment advers grav. Echipa a descoperit că senzațiile evocate de pulsurile electrice au rămas mapate pe mână și nu s-au îndreptat către alte părți ale corpului.
Senzațiile stimulate de pulsuri au persistat rareori după ce stimularea a fost oprită, potrivit studiului. În medie, a apărut o singură „senzație persistentă” la aproximativ 23.000 de încercări de stimulare, iar majoritatea au durat mai puțin de 10 secunde. Niciuna nu a fost dureroasă și niciuna nu a necesitat intervenție medicală.
Electrozii dispozitivului au devenit mai puțin sensibili în timp. Aproximativ 64% au rămas funcționale în medie. Cel mai lung voluntar a avut o funcționalitate de 60% a electrozilor implantați în creier pe parcursul unui deceniu.
Dispozitivele au suferit, de asemenea, din cauza degradarii unor materiale și a răspunsului natural al organismului la obiectele străine, similar cu respingerea unui transplant de organe.
Dispozitivele implantabile au fost fabricate de BlackRock Neurotech în urmă cu aproximativ 20 de ani, a spus Gaunt, adăugând că tehnologia de generație următoare ar putea da rezultate și mai bune.
„O piesă de tehnologie veche de 20 de ani poate atinge aceste repere în termeni de longevitate”, a spus el. „Deci este un fel de speranță pentru tehnologiile mai noi și mai bune, care sunt după colț.”
Cercetarea stabilește noi repere care ar putea porni următoarea generație de dispozitive de interfață creier-calculator, potrivit Gaunt.
Și rezultatele ar putea avea implicații dincolo de simțul tactil, de asemenea. Cercetătorii care explorează metode similare de stimulare pentru a restabili vederea și auzul au aceleași preocupări de siguranță. Creșterea încrederii în siguranța stimulării creierului ar putea accelera dezvoltarea implanturilor neuronale pentru alte dizabilități senzoriale.
Gaunt a spus că demonstrarea siguranței acestor dispozitive ar putea fi un punct de cotitură pentru protezele vizuale corticale, care restabilesc vederea parțială ocolind celulele oculare deteriorate și stimulând cortexul vizual al creierului.
Totuși, studiul a inclus doar cinci participanți. Sunt necesare studii clinice mai mari. Și eficacitatea clinică nu a fost demonstrată pe scară largă de studiu.
„Probabil suntem la câțiva ani distanță de prima generație de interfețe comerciale (creier-calculator)” care ajunge pe piața mai largă, a spus Gaunt. „Dar cred că asta se apropie… suntem mai aproape acum decât am fost vreodată.”
