Швейцарські нейрофізіологи створили новий нейрочіп, що дозволяє в буквальному сенсі читати думки людей, повністю паралізованих після автомобільних катастроф або важких хвороб.
“Цей дивовижний результат спростовує мою власну теорію про те, що повністю паралізовані люди з “синдромом замкненої людини” насправді, в принципі, не здатні спілкуватися із зовнішнім світом. Наші досліди показали, що всі чотири добровольці могли відповідати на особисті питання, які ми ставили, використовуючи лише силу думки. Якщо ці результати вдасться повторити, то тоді ми зможемо повернути дар мови для людей, які страждають від дисфункції рухових нейронів”, — розповідає Нільс Бірбаумер (Niels Bierbaumer) з університету Тюбінгена (Німеччина).
Всередині себе
Так званий “синдром замкненої людини” є кінцевим продуктом розвитку певних нейродегенеративних захворювань, таких як бічний аміотрофічний склероз (БАС), “хвороба Стівена Хокінга”, а також результатом різних травм мозку, отруєння або передозування ліків. При його розвитку людина ніби втрачає зв’язок із зовнішнім світом і перестає керувати м’язами тіла, в тому числі і диханням, через пошкодження рухових нейронів в головному і спинному мозку.
Загалом, симптоми “синдрому замкненої людини” нагадують те, що відбувається з тілом і мозком людей в комі і вегетативному стані, через що багато нейрофізіологів, в тому числі і сам Бірбаумер, вважали, що паралізовані люди в принципі не здатні вести розумову діяльність, ставити перед собою завдання і вирішувати їх.
Експериментуючи з чотирма добровольцями на останніх стадіях розвитку БАС, Бірбаумер і його колеги намагалися зрозуміти, чи можна налагодити з ними зв’язок, використовуючи так звані нейрочіпи і інтерфейси “мозок-комп’ютер” – системи, які безпосередньо зчитують сигнали мозку і перетворюють їх в зрозумілу комп’ютеру мову.
Для зчитування сигналів мозку вчені використовували два прилади – магнітно-резонансний томограф, який спостерігав за активністю різних відділів кори і глибинних шарів мозку, і інфрачервоний спектроскоп. Цей відносно новий науковий прилад дозволяє стежити за рівнем активності окремих груп нервових клітин по тому, як вони споживають багато кисню.
Світло в кінці тунелю
Як пояснюють вчені, тіло людини в цілому прозоре для теплового випромінювання на довжинах хвиль в 700-900 нанометрів, однак гемоглобін, головний переносник кисню в нашій крові, поглинає його. Відповідно, чим більше кисню споживає клітка і отримує його від еритроцитів, тим темнішою вона буде для даного пристрою.
Кілька років тому інша група вчених з’ясувала, спостерігаючи за роботою мозку здорових людей, що при відповідях на нескладні питання концентрація гемоглобіну в їх корі змінюється передбачуваним чином – наприклад, при відповіді “так” його частка в мозку підвищується, а при відповіді “ні” – залишається такою ж, або знижується. Керуючись цією ідеєю, вчені створили програму, яка перекладала подібні сигнали у відповіді “так” і “ні”.
Перевірка роботи цієї взагалі-то нескладної системи перевершила всі очікування вчених – чотири паралітика, що взяли участь в експерименті зі згоди їх опікунів, в цілому коректно впізнавали своїх дружин і чоловіків, родичів, відповідали на запитання про їхнє особисте життя та один з паралізованих чоловіків навіть заборонив дочці вийти заміж за її бойфренда Маріо.
Найбільше вчених здивувало те, що учасники дослідів були в цілому задоволені тим, що вони продовжують своє існування, незважаючи на те, що життя багатьох з них доводилося підтримувати за допомогою систем штучної вентиляції легенів.
Підтвердження того, що навіть люди в подібному “закритому” стані продовжують хотіти жити і спілкуватися з собі подібними, як вважає Бірбаумер, прискорить дослідження в цій галузі і призведе до розвитку повноцінних синтезаторів мови і пристроїв, які допоможуть таким людям рухатися самостійно.