Больные боковым амиотрофическим склерозом (БАС) на последних его стадиях оказываются в полной изоляции. Они не могут управлять мышцами, а значит, не могут и общаться с окружающими. Но ученые из Тюбингенского университета имплантировали больному БАС устройство, с помощью которого он смог составлять предложения.
Фото: WYSS CENTER
Фото: WYSS CENTER
«Мы сомневались, что такое вообще возможно»,— рассказывает Маришка Ванстенсел, которая занимается интерфейсами мозг—компьютер в Университетском медицинском центре Утрехта. (В работе команды из Тюбингена она участия не принимала.) «Если устройство окажется надежным транслятором мозговых сигналов в письменную речь и если его удастся усовершенствовать, мы дадим тысячам людей возможность снова общаться со своими семьями и с медиками»,— выражает надежду Райнхольд Шерер, нейронный инженер из Университета Эссекса (также не принимал участия в тюбингенском исследовании).
БАС разрушает мотонейроны, большинство пациентов умирает в течение пяти лет после постановки диагноза. До сих пор проблема общения больного, лишившегося возможности говорить, решалась так: камера следила за движением его глаз, и так он мог выбирать буквы на экране и составлять предложения. По мере прогрессирования заболевания исчезает и эта возможность — остается минимальный объем движений, который еще позволяет больному глазами отвечать на вопросы «да» или «нет».
На следующей стадии болезни у человека отказывают уже и дыхательные мышцы, и он переводится на ИВЛ. В этом состоянии он уже никак не может выразить свои мысли, но все еще может слышать.
В 2016 году команда Маришки Ванстенсел сообщила, что женщина с БАС смогла по буквам «продиктовать» целое предложение с помощью мозгового имплантата — он реагировал на сигналы, отданные неподвижной руке. Правда, когда проводился этот эксперимент, больная еще отчасти могла управлять мышцами глаз и рта, и было непонятно, способен ли на такие усилия мозг, полностью утративший контроль над телом.
В тюбингенском эксперименте участвовал 36-летний мужчина с БАС. Работа началась в 2018 году, тогда он еще мог двигать глазами и дал осознанное согласие на установку мозгового имплантата. Ему хотелось продолжать общаться с семьей, особенно с маленьким сыном.
Хотя больной и дал согласие, этическая проблема осталась, объясняет Эран Кляйн, исследователь нейроэтики из Вашингтонского университета в Сиэтле: этот человек не смог бы отозвать свое решение после того, как утратил возможность двигать глазами.
Исследователи вживили больному два электрода (3,2 мм каждый) в ту часть мозга, которая отвечает за движение. Устройство пришлось настраивать почти три месяца, меняя место вживления и добиваясь того, чтобы больной сам управлял своими мозговыми усилиями. Сперва удалось распознать его «да» или «нет», когда исследователи указывали на группы букв; потом — когда указывали на отдельные буквы. Наконец, больному удалось составить предложение: он просил людей, которые за ним ухаживали, изменить положение его тела.
Спустя год после начала эксперимента он уже достиг скорости сборки предложений в одну букву в минуту. Вот примеры его высказываний: «[Я хочу] суп-гуляш и суп из зеленого горошка»; «Я хотел бы послушать альбом Tool громко»; «Я люблю своего классного сына».
Но день на день не приходился — общение удавалось не всегда. Только в 107 из 135 дней, о которых говорится в исследовании, больной показывал точность выбора букв выше 80%, и только в 44 из этих 107 дней ему удавалось сформулировать внятное предложение.
«Мы можем только догадываться, что происходило в неудачные дни»,— вздыхает Ванстенсел. Больной мог заснуть, мог быть в скверном настроении.
Может быть, сигнал, поданный мозгом, был слишком слабым в такие дни, это живая система, что-то могло перемещаться, высказывает предположение один из авторов исследования, нейробиолог Йонас Циммерманн.
И тем не менее результаты тюбингенского эксперимента показывают, что можно наладить общение с человеком, сознание которого в ином случае оказывается заперто болезнью, радуется Мелани Фрид-Окен, исследовательница интерфейса мозг—компьютер в Орегонском университете здоровья и науки. И тут же добавляет: «Но мы пока далеки от того, чтобы сказать, что располагаем технологией, которую можно было бы предлагать людям для общения с близкими».
Исследователи сейчас ищут финансирование, чтобы установить аналогичные имплантаты еще нескольким людям с БАС. По их оценке, на каждого пациента потребуется не менее 500 тыс. долларов на два года.