Нейроимплантат позволил немому пациенту заговорить

Электрод, имплантированный в мозг пациента, не способного двигаться и говорить, позволил ему использовать голосовой синтезатор и произносить с его помощью гласные звуки силой своих мыслей. Исследователи считают, что это первый серьезный шаг на пути лечения немоты, и что в скором времени такие пациенты получат шанс вновь обрести речь.

Франк Гюнтер (Frank Guenther) из Бостонского Университета в Массачусетсе и его коллеги работали с пациентом, находившимся в так называемой псевдокоме – это состояние, при котором человек остается в полном сознании, однако парализован и способен только на движения век.

Гюнтер и его команда были первыми, кто выяснили, что мозг здорового человека способен производить определенные речевые сигналы. Они исследовали человеческий мозг, используя технику функционального магнитно-резонансного сканирования (functional magnetic resonance imaging (fMRI), когда человек мысленно произносил определенные гласные звуки. Когда исследователи установили, что при этом возникают строго определенные сигналы, нейробиолог Филипп Кеннеди (Philip Kennedy) из фирмы Neural Signals в штате Джорджия создал электрод, который и имплантировали в речевой центр мозга пациента.

Этот электрод отличается от тех, что обычно используются для установления взаимодействия человеческого мозга с компьютером, которые фиксируются в костях черепа, а не в специфической области мозга. Это означает, что обычные электроды остаются подвижными и могут периодически взаимодействовать с разными нейронами, а также что их нельзя оставить в организме пациента более чем на несколько месяцев.

Электрод, использованный научной группой Гюнтера, содержит нейротрофические факторы, которые стимулируют деление и миграцию клеток-предшественниц нейронов вокруг электрода.

После имплантации электрода ученые применили компьютерную модель речи, которую Гюнтер разрабатывал в течение последних пятнадцати лет, чтобы научиться расшифровывать сигналы, генерируемые мозгом человека и определять, какие гласные звуки он в данный момент думает. Гюнтер представил свои результаты на встрече Нейробиологического Общества (Society for Neuroscience) в Вашингтоне (1).

В настоящее время пациент «способен четко выговаривать три гласных звука», говорит Гюнтер, «причем со скоростью, соответствующей нормальной речи». Исследователь предполагает в ближайшие пять лет усовершенствовать методику взаимодействия мозга и компьютера, чтобы пациент смог выговаривать целые слова и обрести способность к общению.

Большинство подобных методик, разработанных к настоящему времени, обеспечивают проведение от мозга сигнала, позволяющего контролировать движения либо протеза руки (2), либо, как было показано в недавнем исследовании, проведенном на обезьянах (3), собственной парализованной конечности. Однако впервые сходная по принципу система была применена в отношении речи.

Некоторые исследователи считают, что процедуру имплантации в будущем все же можно сделать менее инвазивной, фиксируя электроды на костях черепа пациента. В любом случае, работу Гюнтера и его коллег уже можно назвать революционной, поскольку это первое практическое доказательство теорий, который развивались в течение уже многих лет.

Литература:

1. Guenther, F. H. et al. Abstract 712.1, presented at Society for Neuroscience annual meeting 19 November 2008.
2. Velliste, M. , Perel, S. , Chance Spalding, M. , Whitford, A. S. & Schwartz, A. B. Nature 453, 1098–1101 (2008).
3. Moritz, C. T. , Perlmutter, S. I. & Fetz, E. E. Nature Advance online publication doi:10.1038/nature07418 (2008).

По материалам:
NatureNews