Повернути зір та вилікувати депресію: технологічні прориви у медицині
Наука не стоїть на місці та постійно розвивається. З кожним роком дослідники та вчені намагаються розібратися з тими проблемами, які суспільство не могло вирішити сторіччями. Так, у 2021 році вченим вдалося хоч трохи повернути зір сліпій жінці за допомогою імпланту, а також вони зуміли перевести думки паралізованого чоловіка до тексту. Ми зібрали три цікавих та надихаючих історій про те, як розвивається світова наука і медицина.
Імплант у мозку повернув сліпій жінці здатність бачити
"Візуальний протез" під назвою Moran | Cortivis дозволив сліпій жінці вперше за 16 років сприймати контури предметів.
Ще у 2003 році у віці 42 років Берна Гомес захворіла на токсичну оптичну нейропатію. Це захворювання руйнує зорові нерви, які передають інформацію від очей до мозку. Тому буквально за лічені дні жінка повністю засліпла та 15 років провела у повній темряві.
У 2018 році, коли Гомес було 57 років, вона зголосилася стати першим добровольцем для випробування мозкового імпланта, спрямованого на повернення здатності бачити. Так, в зорову область мозку імплантували крихітний електрод з сотнею мікроголок. Прототип був розміром приблизно 4 мм на 4 мм і його знову витягли через шість місяців.
Імплантацію пристрою жінці проводили в Іспанії та наступні шість місяців Гомес щодня відвідувала лабораторію по чотири години, щоб проходити тести та тренуватися з новим протезом.
Спочатку Берна змогла бачити певні світлові плями. Залежно від сили стимуляції плями змінювали яскравість. Потім вона навчилася розрізняти лінії. Горизонтальні лінії Гомес почала бачити дуже швидко, а на освоєння вертикальних пішли місяці.
В останній місяць експерименту дослідники перейшли до букв. Стимуляція електродів у мозку за різними схемами давала можливість жінці ідентифікувати деякі літери, такі як I, L, C, V і O. Берна навчилася навіть розрізняти велику та малу O.
В останній частині експерименту Гомес носила спеціальні окуляри, в які була вбудована мініатюрна відеокамера. Ця камера сканувала об‘єкти перед нею, а потім стимулювала різні комбінації електродів у її мозку через протез, створюючи тим самим прості візуальні образи.
Налаштування стимуляції для інших букв поки невідомі, але вченим вдалося з‘ясувати головне: спосіб стимуляції нейронів за допомогою електродів дає змогу сприймати двовимірні зображення. На жаль, це не може повністю вилікувати від сліпоти, але це дає змогу людині розрізняти силуети людей, автомобілів, дверей і т.д.
Окуляри врешті-решт дозволили Гомес розрізняти контрастні кордони чорних та білих смуг на картоні. Вона навіть могла знайти місце розташування великого білого квадрата в лівій або правій половині екрана комп‘ютера.
Перш ніж цей прототип стане доступним для клінічного використання, його необхідно буде випробувати на більшій кількості пацієнтів протягом набагато більш тривалих періодів часу.
Мозковий імплантат переклав думки паралізованого чоловіка до тексту
Імплантат, який вживили в мозок паралізованого чоловіка, переклав його думки з точністю 94% завдяки новій технології, з високою точністю, що переводить уявний почерк людини на реальний текст.
Ще у 2007 році чоловік був повністю паралізований нижче шиї через травму спинного мозку. Під час експерименту хворого попросили уявити, ніби він пише уявною ручкою на такому ж аркуші паперу. Коли він це робив, електроди, імплантовані в кору мозку, записували сигнали його мозкової активності, які потім інтерпретувалися алгоритмами, запущеними на зовнішньому комп‘ютері, і розшифровували траекторію руху пера. Вчені змогли відстежити 26 букв англійського алфавіту і деякі основні розділові знаки.
Завдяки системі вживлених у мозок імплантатів, що переводять його уявний почерк у справжній текст, він зміг передавати свої думки.
«Ця нова система використовує як багату нейронну активність, що реєструється електродами, так і міць мовних моделей, які при застосуванні до нейронно-декодованих букв можуть створювати швидкий і точний текст», – сказав перший автор дослідження Френк Уіллетт, вчений зі Стенфордського університету.
Так, під час тестів, паралізована людина змогла досягти швидкості листа 90 символів за хвилину (близько 18 слів за хвилину) з точністю приблизно 94% (і до 99% точності при включеній автокорекції).
«Ми дізналися, що мозок зберігає здатність представляти точні рухи протягом цілого десятиліття після того, як саме тіло втратило здатність виконувати ці рухи», – пояснив Віллетт.
Досліджували розповіли, що подібну техніку в майбутньому можна буде застосовувати при травмах головного мозку, а також відновлення після інсульту.
Вчені створили мозковий імплант для боротьби з депресією
Група дослідників з Університету Каліфорнії в Сан-Франциско (UCSF) розробила імплантат, який має допомогти пацієнтам із тяжкою депресією. Пристрій розміром із коробку сірників встановлюють пацієнтам у череп і підключають до мозку.
Поки що його випробували лише на одній пацієнтці – жінці Сарі, якій діагностували депресію. Вчені просвердлили отвори в її черепі та підключили до мозку невеликі дроти, за допомогою яких пристрій посилає в мозок сигнали для стимуляції нервової системи. Маленьку коробку з батареєю та генератором імпульсів розмістили на кістці під волоссям.
Як розповіли дослідники, цей пристрій посилає електричний імпульс, коли виявляє у мозку нервову активність, пов‘язану з ірраціональними думками.
Вчені розповіли про відкриття нейронного біомаркера – особливого патерну мозкової активності, який вказує на початок симптомів депресії. Імплантат налаштували таким чином, щоб він реагував лише тоді, коли розпізнає цей патерн. Потім пристрій стимулює іншу область мозку, створюючи своєрідну негайну терапію. Через рік після операції жінка почувається здоровою та каже, що не має побічних ефектів.
«Пристрій стримував мою депресію, дозволяючи мені повернутися до кращого стану та відновити життя», – сказала вона.
Сара розповіла, що відразу після того, як пристрій підключили, вона відчула ейфорію, і її життя буквально перекинулося з ніг на голову. Адже до цього жінка тривалий час невдало намагалася боротися з депресією.
Лікарі вже залучили до терапії двох людей та планують залучити ще дев‘ять. Дослідники кажуть, що ця методика має бути успішною серед інших пацієнтів.
Матеріал підготувала Анастасії Іщенко
Більше новин
Імплант у мозку повернув сліпій жінці здатність бачити
"Візуальний протез" під назвою Moran | Cortivis дозволив сліпій жінці вперше за 16 років сприймати контури предметів.
Ще у 2003 році у віці 42 років Берна Гомес захворіла на токсичну оптичну нейропатію. Це захворювання руйнує зорові нерви, які передають інформацію від очей до мозку. Тому буквально за лічені дні жінка повністю засліпла та 15 років провела у повній темряві.
У 2018 році, коли Гомес було 57 років, вона зголосилася стати першим добровольцем для випробування мозкового імпланта, спрямованого на повернення здатності бачити. Так, в зорову область мозку імплантували крихітний електрод з сотнею мікроголок. Прототип був розміром приблизно 4 мм на 4 мм і його знову витягли через шість місяців.
Імплантацію пристрою жінці проводили в Іспанії та наступні шість місяців Гомес щодня відвідувала лабораторію по чотири години, щоб проходити тести та тренуватися з новим протезом.
Спочатку Берна змогла бачити певні світлові плями. Залежно від сили стимуляції плями змінювали яскравість. Потім вона навчилася розрізняти лінії. Горизонтальні лінії Гомес почала бачити дуже швидко, а на освоєння вертикальних пішли місяці.
В останній місяць експерименту дослідники перейшли до букв. Стимуляція електродів у мозку за різними схемами давала можливість жінці ідентифікувати деякі літери, такі як I, L, C, V і O. Берна навчилася навіть розрізняти велику та малу O.
В останній частині експерименту Гомес носила спеціальні окуляри, в які була вбудована мініатюрна відеокамера. Ця камера сканувала об‘єкти перед нею, а потім стимулювала різні комбінації електродів у її мозку через протез, створюючи тим самим прості візуальні образи.
Налаштування стимуляції для інших букв поки невідомі, але вченим вдалося з‘ясувати головне: спосіб стимуляції нейронів за допомогою електродів дає змогу сприймати двовимірні зображення. На жаль, це не може повністю вилікувати від сліпоти, але це дає змогу людині розрізняти силуети людей, автомобілів, дверей і т.д.
Окуляри врешті-решт дозволили Гомес розрізняти контрастні кордони чорних та білих смуг на картоні. Вона навіть могла знайти місце розташування великого білого квадрата в лівій або правій половині екрана комп‘ютера.
Перш ніж цей прототип стане доступним для клінічного використання, його необхідно буде випробувати на більшій кількості пацієнтів протягом набагато більш тривалих періодів часу.
Мозковий імплантат переклав думки паралізованого чоловіка до тексту
Імплантат, який вживили в мозок паралізованого чоловіка, переклав його думки з точністю 94% завдяки новій технології, з високою точністю, що переводить уявний почерк людини на реальний текст.
Ще у 2007 році чоловік був повністю паралізований нижче шиї через травму спинного мозку. Під час експерименту хворого попросили уявити, ніби він пише уявною ручкою на такому ж аркуші паперу. Коли він це робив, електроди, імплантовані в кору мозку, записували сигнали його мозкової активності, які потім інтерпретувалися алгоритмами, запущеними на зовнішньому комп‘ютері, і розшифровували траекторію руху пера. Вчені змогли відстежити 26 букв англійського алфавіту і деякі основні розділові знаки.
Завдяки системі вживлених у мозок імплантатів, що переводять його уявний почерк у справжній текст, він зміг передавати свої думки.
«Ця нова система використовує як багату нейронну активність, що реєструється електродами, так і міць мовних моделей, які при застосуванні до нейронно-декодованих букв можуть створювати швидкий і точний текст», – сказав перший автор дослідження Френк Уіллетт, вчений зі Стенфордського університету.
Так, під час тестів, паралізована людина змогла досягти швидкості листа 90 символів за хвилину (близько 18 слів за хвилину) з точністю приблизно 94% (і до 99% точності при включеній автокорекції).
«Ми дізналися, що мозок зберігає здатність представляти точні рухи протягом цілого десятиліття після того, як саме тіло втратило здатність виконувати ці рухи», – пояснив Віллетт.
Досліджували розповіли, що подібну техніку в майбутньому можна буде застосовувати при травмах головного мозку, а також відновлення після інсульту.
Вчені створили мозковий імплант для боротьби з депресією
Група дослідників з Університету Каліфорнії в Сан-Франциско (UCSF) розробила імплантат, який має допомогти пацієнтам із тяжкою депресією. Пристрій розміром із коробку сірників встановлюють пацієнтам у череп і підключають до мозку.
Поки що його випробували лише на одній пацієнтці – жінці Сарі, якій діагностували депресію. Вчені просвердлили отвори в її черепі та підключили до мозку невеликі дроти, за допомогою яких пристрій посилає в мозок сигнали для стимуляції нервової системи. Маленьку коробку з батареєю та генератором імпульсів розмістили на кістці під волоссям.
Як розповіли дослідники, цей пристрій посилає електричний імпульс, коли виявляє у мозку нервову активність, пов‘язану з ірраціональними думками.
Вчені розповіли про відкриття нейронного біомаркера – особливого патерну мозкової активності, який вказує на початок симптомів депресії. Імплантат налаштували таким чином, щоб він реагував лише тоді, коли розпізнає цей патерн. Потім пристрій стимулює іншу область мозку, створюючи своєрідну негайну терапію. Через рік після операції жінка почувається здоровою та каже, що не має побічних ефектів.
«Пристрій стримував мою депресію, дозволяючи мені повернутися до кращого стану та відновити життя», – сказала вона.
Сара розповіла, що відразу після того, як пристрій підключили, вона відчула ейфорію, і її життя буквально перекинулося з ніг на голову. Адже до цього жінка тривалий час невдало намагалася боротися з депресією.
Лікарі вже залучили до терапії двох людей та планують залучити ще дев‘ять. Дослідники кажуть, що ця методика має бути успішною серед інших пацієнтів.
Матеріал підготувала Анастасії ІщенкоБільше новин