Nový pocit: průkopnická paže ovládaná myslí obnovuje smysl pro dotek
Američtí vědci zveřejnili ve čtvrtek v časopise Science studii o prvním rozhraní mozku a počítače, které umožnilo dobrovolníkovi, s paralýzou od hrudníku dolů, dosáhnout právě tohoto výkonu.
Tým tvrdí, že jejich práce dokazuje, že přidání hmatu výrazně zvyšuje funkčnost protetiky pro kvadruplegiky, ve srovnání s tím, že se spoléhají pouze na vizuální podněty.
„Jsem prvním člověkem na světě, který má implantáty ve smyslové kůře, které mohou být použity k přímé stimulaci mého mozku,“ řekl agentuře AFP 34letý Nathan Copeland.
V roce 2004 byl Copeland účastníkem při autonehodě, která mu způsobila vážné poranění míchy a nyní funguje bez použití rukou a nohou. Přihlásil se dobrovolně k účasti na vědeckém výzkumu a před šesti lety podstoupil velkou operaci, kdy mu byly do mozku implantovány drobné elektrody.
Dvě sady 88 elektrod, o šířce pramene vlasů, jsou uspořádány do „polí“, která připomínají drobné kartáče na vlasy a pronikají hluboko do motorické kůry mozku, která řídí pohyb.
Méně než 30 lidí na světě má tyto druhy implantátů, uvedl pro AFP spoluautor studie Rob Gaunt, odborný asistent na katedře fyzikální medicíny a rehabilitace na univerzitě v Pittsburghu.
Co je na Copelandu jedinečné, je další sada elektrod, které jsou připojeny k jeho somatosenzorické kůře, která přijímá a zpracovává pocity.
„Když popadáme předměty, používáme tento pocit dotyku velmi přirozeně, abychom zlepšili naši schopnost ovládat,“ vysvětlil Gaunt.
Tým vyvinul rozhraní, které je „obousměrné“ - což znamená, že může nejen „číst“ pokyny z mozku a posílat je do umělé končetiny, ale také „psát“ vjemy ze zařízení a přenášet je zpět.
Myšlenka posílat hmatovou zpětnou vazbu do somatosenzorické kůry sahá desítky let, ale dělat to způsobem, který je řízen a je srozumitelný obvodům mozku, byla výzva.
„Nikdo nevěděl, co čekat, protože se to dělo jen u opic a nemůžete se opice zeptat, jaké to je,“ řekl Copeland.
Pak přišel okamžik pravdy, když se pokusili vyslat svůj první dotykový signál.
„Bylo to opravdu slabé,“ vzpomínal. Požádal je, aby to zkusili znovu, aby se ujistil, že je to skutečné.
„Ach ano, tak to tak je a bylo to prostě super,“ řekl.
Než mohlo rozhraní začít pracovat s robotickým ramenem, museli vědci provést řadu testů s Copelandem. Nejprve se museli naučit, které elektrody způsobily jaký pocit, když byly aktivovány a s jakými prsty byly spojeny, aby správně nastavily robotickou ruku. Také ho donutili sledovat videa z robotické paže pohybující se doleva nebo doprava a zaznamenávat elektrody, které se rozsvítily, když byl požádán, aby si „myslel“, že to ovládá on.
Nakonec nastal čas to vyzkoušet.
Copeland seděl vedle kovové černé robotické paže a byl požádán, aby sebral řadu malých předmětů, jako jsou kameny, koule, a umístil je na krabici - se zapnutými nebo vypnutými hmatovými senzory.
Dokázal splnit každý úkol v průměru dvakrát rychleji, když byly povoleny senzory a byl dokonce schopen dosáhnout složitějších úkolů, jako je zvednutí sklenice a nalití jejího obsahu do jiné.
„Ten pocit mi dal jistotu a sebevědomí, abych věděl, že jsem se toho předmětu rozhodně a dobře chytil a mohl jsem ho zvednout,“ řekl Copeland.
Tým chce dále zdokonalit protetiku, protože „nechceme dělat jen vědecké experimenty v laboratoři, chceme vlastně stavět zařízení, která jsou užitečná pro lidi v jejich domovech,“ dodal Gaunt.
Když udeřila pandemie COVID, nechal si Copeland doma nastavit rozhraní mozku a počítače a využil svého prostoje k tomu, aby se naučil kreslit na tabletu a dokonce hrát videohry.
Dělá to tak, že pomocí své mysli posílá signály přímo do počítače, místo aby používal paži k ovládání tlačítek.
„Je to pro mě teď jen druhá přirozenost,“ řekl.
