Ефект зберігається протягом багатьох років. Дослідники відновили відчуття дотику у пацієнтів із ушкодженнями спинного мозку.

Нове дослідження показує, що мозок здатний знову навчитися відчувати, і ця здатність не зникає ні за місяці, ні за роки.

Дослідники з університетів Піттсбурга та Чикаго вивчали п'ятьох пацієнтів, які отримали травми спинного мозку та були підключені до інтерфейсів "мозок-комп'ютер". Протягом 27 років ці системи надсилали приблизно 168 мільйонів електричних сигналів до мозку, не викликавши жодних серйозних побічних ефектів.

Дослідження, яке з'явилося в журналі Science Translational Medicine, стало найпродовжнішим спостереженням за внутрішньокортикальною мікростимуляцією у людській популяції. Воно вперше переконливо демонструє, що штучні сигнали дотику можуть залишатися безпечними і стабільними не лише протягом кількох місяців, а й протягом кількох років.

Роберт Гонт, провідний автор дослідження з університету Піттсбурга, зазначає, що результати роботи підтверджують як безпечність, так і практичну ефективність інтерфейсів "мозок-комп'ютер" у передачі сенсорних сигналів. Спочатку ця технологія буде застосовуватися в клінічних умовах, а згодом стане доступною для використання вдома пацієнтами.

Такі інтерфейси зазвичай перетворюють активність нейронів на команди для комп'ютерів чи роботизованих кінцівок. Але деякі системи працюють і в зворотному напрямку -- надсилають інформацію в мозок. Саме так і зробили в цьому дослідженні: крихітні електричні імпульси спрямовували в соматосенсорну кору -- ділянку мозку, яка відповідає за обробку дотику від тіла.

Цей зворотний зв'язок має велике значення для нейропротезів. У нашому щоденному житті ми використовуємо дотик, щоб визначити силу натиску, міцність захвату або текстуру предметів. Відсутність цього відчуття змушує людину управляти роботизованою рукою переважно за допомогою зору, що потребує значно більше уваги та зосередженості.

Команди Піттсбурзького та Чиказького університетів працюють над цим напрямом уже понад десять років. У 2012 році піттсбурзькі дослідники одними з перших вживили електроди в моторну кору мозку, щоб паралізована людина могла керувати роботизованою рукою. Уже 2015 року вони почали стимулювати сенсорну кору, щоб додати відчуття дотику. У Чикаго перший учасник із електродами і в моторній, і в сенсорній корі з'явився у 2020 році.

Основний результат дослідження є позитивним. Імпульси, що впливають на ділянку кори, відповідальну за функцію руки, продовжували викликати відчуття саме в цій кінцівці. Навіть після тривалого періоду стимуляції ці відчуття не переміщувалися на інші, не пов’язані з рукою частини тіла.

Неприємні затяжні відчуття виникали вкрай рідко — приблизно один раз на 23 000 сеансів стимуляції. Більшість із них проходила протягом десяти секунд після завершення процедури. Жоден випадок не викликав болю та не вимагав медичного втручання.

Основним обмеженням виявилася поступова втрата працездатності електродів: у середньому робочими залишалися 64% з них. В одного з учасників 60% електродів усе ще функціонували через десять років після імплантації, хоча швидкість погіршення з часом зростала.

Чарльз Ґрінспон, ключовий автор дослідження з Чиказького університету, підкреслює, що ця технологія має потенціал вийти за межі лабораторних умов. Індустрія може почати створювати рішення, які пацієнти зможуть використовувати у домашніх умовах протягом тривалого часу.