Un pacient complet paralizat a fost capabil să comunice prin semnale ale creierului: „Îmi iubesc fiul meu frumos”

Sunt numite interfeţe brain-computer (sau acronimul Bci pentru Brain computer interface) şi permit stabilirea unei punţi între maşini şi creierul uman. Folosind unul dintre aceste dispozitive, un bărbat de 36 de ani pentru care orice mişcare este acum imposibilă de progresia sclerozei laterale amiotrofice (ALS) a putut să comunice: „Îmi iubesc fiul minunat”, a scris el gândit.

Studiul asupra acestui pacient, publicat în Nature Communications, a fost realizat de un grup de cercetători de la centrul elveţian Wyss pentru bio- şi neuro-inginerie din Geneva şi compania germană Als Voice gGmbH din Mossingen.

Sindromul „blocat în”

Acum, această descoperire tehnologică ar putea oferi un răspuns persoanelor cu sindromul „blocat în”, o tulburare neurologică rară caracterizată prin paralizia completă a muşchilor voluntari din fiecare parte a corpului, cu excepţia celor care controlează mişcarea. Această boală poate fi o consecinţă a leziunilor traumatice ale creierului, a bolilor sistemului circulator sau a supradozelor de medicamente. Printre acestea, şi  ALS. Când o persoană cu SLA nu mai poate vorbi, poate folosi o cameră de urmărire a ochilor pentru a selecta literele de pe ecran. Mai târziu, în progresia bolii, ei pot răspunde la întrebări cu mişcări subtile ale ochilor sau ale muşchilor faciali. Dar poate veni şi un moment în care chiar şi mişcarea ochilor sau a feţei devin imposibile.

Electrozi implantaţi în creier

Acesta este cazul în centrul studiului recent publicat. Potrivit rapoartelor lui Kelly Servick, editorul Science, pacientul a început să lucreze cu un grup de cercetare de la Universitatea din Tübingen în 2018, când încă mai putea să-şi mişte ochii. A spus echipei că doreşte un implant invaziv, pentru a încerca să menţină comunicarea cu familia ei, inclusiv cu fiul ei. Soţia şi sora lui au furnizat acordul scris pentru operaţie.

Pentru a încerca să ocolească paralizia, cercetătorii au introdus două reţele de electrozi pătraţi, de 3,2 milimetri lăţime, într-o parte a creierului care controlează mişcarea. Când i-au cerut bărbatului să încerce să-şi mişte mâinile, picioarele, capul şi ochii, semnalele neuronale nu au fost suficient de consistente pentru a răspunde la întrebările „da” sau „nu”, spune Ujwal Chaudhary, inginer biomedical şi neurotehnolog la ALS Voce.

Succes datorită neurofeedback-ului

După aproape 3 luni de eforturi nereuşite, echipa a încercat neurofeedback, în care o persoană încearcă să-şi schimbe semnalele creierului. Un ton audibil a crescut în înălţime atunci când activarea electrică a neuronilor din apropierea implantului a accelerat, fiind mai scăzut pe măsură ce a încetinit. Cercetătorii i-au cerut participantului să schimbe acel ton folosind orice strategie. În prima zi, el putea schimba tonul şi, în ziua a 12-a, putea să-l potrivească. Cercetătorii au ajustat sistemul căutând cei mai receptivi neuroni şi determinând modul în care fiecare s-a schimbat cu eforturile pacientului.

Păstrând tonul ridicat sau scăzut, bărbatul a putut, aşadar, să indice „da” şi „nu” în grupuri de litere, apoi cu litere simple. După aproximativ 3 săptămâni cu sistemul, acesta a produs o propoziţie inteligibilă: o cerere către îngrijitori de a-l repoziţiona. De-a lungul anului următor, a rostit zeci de propoziţii într-un ritm scrupulos de aproximativ un caracter pe minut: „Supă de gulaş şi ciorbă de mazăre dulce”. „Aş dori să ascult albumul Tool la volum mare”. „Îmi iubesc fiul minunat”. În cele din urmă, a explicat echipei că a modulat tonul încercând să-şi mişte ochii.

Studiul arată că este posibil să se menţină comunicarea cu o persoană, în timp ce este blocată, prin adaptarea unei interfeţe la abilităţile sale, spune Melanie Fried-Oken, care studiază interfaţa creier-calculator la Oregon Health & Science University. A fost nevoie de sute de ore pentru proiectarea, testarea şi întreţinerea sistemului personalizat. „Nu suntem nici pe departe să aducem acest lucru într-o stare de tehnologie de asistenţă pe care o familie ar putea-o cumpăra”, menţionează specialiştii.