Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie PLOS Biology, szwajcarscy neuronaukowcy stworzyli nowy neurochip, który może dosłownie czytać w umysłach ludzi całkowicie sparaliżowanych po wypadkach samochodowych lub poważnych chorobach.
„Ten zaskakujący wynik obala moją własną teorię, że całkowicie sparaliżowani ludzie z syndromem zamknięcia w rzeczywistości nie są w stanie komunikować się ze światem zewnętrznym. Nasze eksperymenty pokazały, że wszyscy czterej ochotnicy potrafili odpowiedzieć na osobiste pytania, które im zadaliśmy, używając jedynie siły myśli. Jeśli uda się powtórzyć te wyniki, możemy przywrócić mowę osobom cierpiącym na dysfunkcję neuronu ruchowego”- mówi Niels Bierbaumer z Uniwersytetu w Tybindze w Niemczech.
W sobie
Tak zwany „zespół zamknięcia” jest punktem końcowym niektórych chorób neurodegeneracyjnych, takich jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS) lub „choroba Stephena Hawkinga”, a także wynikiem różnych urazów mózgu, zatruć lub przedawkowania leków. Wraz z jej rozwojem wydaje się, że człowiek traci kontakt ze światem zewnętrznym i przestaje kontrolować mięśnie, w tym oddechowe, z powodu uszkodzenia neuronów ruchowych w mózgu i rdzeniu kręgowym.
Ogólnie objawy „zespołu zamknięcia” przypominają to, co dzieje się z ciałem i mózgiem osób w stanie śpiączki i wegetatywnym, dlatego wielu neurofizjologów, w tym sam Birbaumer, uważało, że osoby sparaliżowane w zasadzie nie są w stanie aktywność, wyznaczanie zadań i ich rozwiązywanie.
Eksperymentując z czterema ochotnikami w późnych stadiach ALS, Birbaumer i jego koledzy próbowali dowiedzieć się, czy mogliby komunikować się z nimi za pomocą tak zwanych neurochipów i interfejsów mózg-komputer - systemów, które bezpośrednio odczytują sygnały mózgowe i przekształcają je w język zrozumiały dla komputera.
Naukowcy wykorzystali dwa urządzenia - skaner rezonansu magnetycznego, który monitorował pracę różnych części kory i głębokich warstw mózgu oraz spektroskop w podczerwieni. To stosunkowo nowe urządzenie naukowe pozwala monitorować poziom aktywności poszczególnych grup komórek nerwowych na podstawie ilości zużywanego przez nie tlenu.
Film promocyjny:
Światło na końcu tunelu
Jak wyjaśniają naukowcy, całe ciało ludzkie jest przezroczyste dla promieniowania cieplnego o długości fal 700-900 nanometrów, ale absorbuje je hemoglobina, główny nośnik tlenu w naszej krwi. W związku z tym im więcej tlenu komórka zużywa i otrzymuje go z erytrocytów, tym „ciemniejszy” będzie dla danego urządzenia.
Kilka lat temu inna grupa naukowców stwierdziła, obserwując pracę mózgu zdrowych ludzi, że podczas odpowiadania na proste pytania stężenie hemoglobiny zmienia się w przewidywalny sposób: jeśli odpowiesz „tak”, jej udział w mózgu wzrośnie, a jeśli odpowiesz „nie”, to pozostaje takie samo lub spada … Kierując się tym pomysłem, naukowcy stworzyli program, który tłumaczy takie sygnały na odpowiedzi „tak” i „nie”.
Testowanie działania tego generalnie prostego systemu przerosło wszelkie oczekiwania naukowców - czterech paralityków, którzy wzięli udział w eksperymencie za zgodą swoich opiekunów, w sumie poprawnie zidentyfikowało ich żony i mężów, krewnych, odpowiadało na pytania dotyczące ich życia osobistego, a jeden z mężczyzn nawet zabronił swojej córce poślubić swojego chłopaka Mario.
Przede wszystkim naukowcy byli zaskoczeni, że uczestnicy eksperymentów byli generalnie zadowoleni z faktu, że nadal istnieją, chociaż życie niektórych z nich trzeba było wspierać przy pomocy systemów sztucznej wentylacji.
Potwierdzenie, że nawet ludzie w tak „zamkniętym” stanie nadal chcą żyć i komunikować się ze swoim rodzajem, zdaniem Birbaumera, przyspieszy badania w tej dziedzinie i doprowadzi do opracowania pełnoprawnych syntezatorów mowy i urządzeń, które pomogą takim pacjentom poruszać się samodzielnie.