211service.com
Deze verlamde man gebruikt voor het eerst in jaren een neuroprothese om zijn arm te bewegen
William Kochevar uit Cleveland kan langzaam zijn rechterarm en hand bewegen. Geen probleem, behalve dat de 56-jarige sinds een fietsongeluk tien jaar geleden vanaf zijn schouders verlamd was.
De opstelling waardoor Kochevar zijn arm weer kan bewegen, is een neuroprothese met twee kleine opnamechips die in zijn motorische cortex zijn geïmplanteerd en nog eens 36 elektroden die in zijn rechterarm zijn ingebed.
Nu, tijdens bezoeken die hij elke week aan een laboratorium in Ohio aflegt, worden de signalen die in zijn hersenen worden verzameld opgevangen en naar zijn arm gestuurd, zodat hij enkele eenvoudige willekeurige bewegingen kan maken. Ik was helemaal verbaasd, zegt Kochevar.
Terwijl wetenschappers toekeken en toezicht hielden op banken met elektronica, was hij uiteindelijk in staat om uit een koffiekopje te drinken en zichzelf aardappelpuree te voeden, hoewel hij daarvoor zijn arm op een gemechaniseerd harnas moet laten rusten. Het grootste dat ik niet kan doen, is mijn arm alleen op en neer bewegen, zegt hij.
Onderzoekers hebben eerder proefdieren en een tiental mensen uitgerust met hersenimplantaten, zodat ze computercursors of robotarmen rechtstreeks met hun gedachten konden besturen. Het nieuwe werk laat zien hoe onderzoekers een volgende stap proberen door hersen-computerinterfaces samen te voegen met functionele elektronische stimulatie, of spieren in de ledematen te schokken zodat ze samentrekken en bewegingen veroorzaken.
Wat we doen is het omzeilen van de dwarslaesie, zegt Bolu Ajiboye, de biomedische ingenieur aan de Case Western Reserve University die het experiment leidde, dat vandaag wordt gerapporteerd in de lancet .
Vorig jaar meldde een ander team dat ze een hersenimplantaat gebruikten om gedeeltelijke handbewegingen bij een ander onderwerp te herstellen.
Wanneer een fysiek sterk persoon beweegt, genereren de hersenen een gedachte of bevel in de vorm van elektrische impulsen. Die reizen normaal gesproken door het ruggenmerg en naar de ledematen. Bij een persoon met een ernstig dwarslaesie, zoals Kochevar, is die weg geblokkeerd.
Om de verwonding te omzeilen, gebruikt Ajiboye de twee chips die in Kochevars hersenen zijn geïmplanteerd om te meten hoe neuronen vuren als hij eraan denkt om te bewegen. De signalen, verwerkt door een wiskundig algoritme, worden vervolgens doorgegeven aan de elektroden in de boven- en onderarm van Kochevar. De studie maakt deel uit van een proef proef door wetenschappers van Case Western Reserve University en het Cleveland Functional Electrical Stimulation Center.
In het begin moest ik heel hard nadenken om het dingen te laten doen, zegt Kochevar. Ik denk er nog steeds over na, maar ik herken niet dat ik erover nadenk.
De armbewegingen van Kochevar blijven zeer beperkt en traag. Andrew Schwartz, hoogleraar neurobiologie aan de Universiteit van Pittsburgh, zegt dat wetenschappers beter zullen moeten worden in het vertalen van gedachten naar de complexe reeks spieractivaties die nodig zijn voor meer gecompliceerde of vloeiende armbewegingen.
De mechanica om spieren samen te laten trekken terwijl ze een gewenste beweging uitstellen, is een heel moeilijk probleem, en ik weet niet zeker of ze erg ver in die richting zijn gegaan, zegt hij.
Dat is maar één reden waarom herseninterfaces waarschijnlijk nog vele jaren verwijderd zijn van praktisch zijn. De implantaten van Kochevar zijn bijvoorbeeld verbonden met twee grote sokkels die bovenop zijn hoofd zitten, waarop vervolgens een computer wordt aangesloten. En de hersenelektroden zelf zullen naar verwachting binnen een tot vier jaar stoppen met opnemen, zegt Maryam Shanechi, een hersencomputer-interfaceonderzoeker aan de Universiteit van Zuid-Californië. Shanechi zegt dat patiënten misschien niet het risico willen nemen om hersenimplantaten te krijgen die niet lang meegaan.