Фотосурет: Андрес Агудело-Торо
Нейробиологтар нейронды протездердің ұсақ моторикасын қалай жақсартуға болатынын көрсетті. Геттингендегі Лейбниц Приматтар зерттеу институты — Неміс Приматтар орталығының зерттеушілері резус маймылдарын қолдана отырып, ми-компьютер интерфейстерін оқытудың жаңа әдісін жасады, деп хабарлайды German Primate Center зерттеу институты.
Бұл әдіс тек ми сигналдарын қолдану арқылы қол протездерін дәлме-дәл басқаруды қамтамасыз етеді. Алғаш рет зерттеушілер әртүрлі қол қалыптарын бақылайтын нейрондық сигналдар маңызды екенін анықтады. Бұған дейін ғалымдар қозғалыс жылдамдығын басқаратын сигналдар маңызды деп есептеген еді. Бұл нәтижелер қол протездерін ұсақ моторикамен жақсырақ басқару үшін қажет және сал болып қалған науқастарға қимыл-қозғалысын қайтаруға көмектесе алады.
Сауда сөмкелерін көтеру, ине көзіне жіпті өткізу – біздің күнделікті өміріміздің ажырамас бөлігі. Өкінішке орай оны тек сал болып қалған кезде, жарақаттап алған кезде ғана олардың қаншалықты маңызды екенін түсінеміз. Мысалы, параплегия немесе бұлшықет сал ауруыны кезінде. Науқастарға көмектесу үшін ғалымдар бірнеше онжылдықтар бойы нейропротездерді зерттеп келеді. Бұл жасанды қолдар мен аяқтар сал адамдарға қайтадан қозғалыс жасау мүмкіндігін бере алады. Зақымдалған жүйке байланыстары мидан алынған сигналдарды декодтайтын, оларды қозғалысқа айналдыратын және осылайша протезді басқара алатын ми-компьютер интерфейстері арқылы қалпына келтіріледі. Дегенмен күнделікті өмірде қажет болатын дәл ұсақ моториканың болмауы нейропротездер үшін әлі де мәселе болып отыр.
«Протездің қаншалықты жақсы жұмыс істейтіні негізінен оны басқаратын компьютерлік интерфейстен оқылатын нейрондық деректерге байланысты», – дейді зерттеудің бірінші авторы және Неміс Приматтар орталығындағы нейробиология зертханасының ғалымы Андрес Агудело-Торо. «Алдыңғы зерттеулер қол қозғалыстарын басқаруға қатысты сигналдарға назар аударды. Біз нейрондық протездерді басқаруға қолдың әртүрлі қалыптарын көрсететін сигналдар жақсырақ сәйкес келе ме екенін білгіміз келді».
Зерттеу үшін ғалымдар резус маймылдарын (Macaca mulatta) қолданды. Адамдар сияқты бұл маймылдарда да жүйке және көру жүйесіне ие және ұсақ моторикасы жақсы дамыған. Бұл оларды ұстау қимылдарын зерттеуге мүмкіндік берді.
Негізгі экспериментке дайындалу үшін ғалымдар екі резус маймылын экрандағы виртуалды аватардың қолын қозғалтуға үйретті. Оқыту кезеңінде маймылдар өз қолымен қозғалыстар жасап, сол уақытта экрандағы виртуалды қолдың тиісті қозғалысын көрді. Маймылдар тапсырманы үйренгеннен кейін келесі қадамда оларды қолды «елестету» арқылы виртуалды қолды басқаруға үйретті.
Ғалымдар қол қозғалыстарын басқаруға жауап беретін мидың кортикальды аймақтарындағы нейрондар топтарының белсенділігін өлшеді. Зерттеушілер қол және саусақ қалыптарын көрсететін сигналдарға назар аударды және осы нейрондық деректерді қозғалысқа айналдыратын ми-компьютер интерфейсі алгоритмін бейімдеді. «Классикалық протоколдан ауытқи отырып, біз алгоритмді тек қозғалыс мақсаты ғана емес, сонымен қатар оған жету жолы да маңызды болатындай етіп өзгерттік. «Бұл түпкі нәтижеде ең дәл нәтижелерге әкелді», – деп түсіндіреді Андрес Агудело-Торо. Содан кейін зерттеушілер аватардың қол қозғалыстарын бұрын жазылған нақты қол деректерімен салыстырды және олардың салыстырмалы дәлдікпен орындалғанын көрсетті.
«Біз өз зерттеуімізде қолдың қалпын бақылайтын сигналдар нейропротезді басқаруда өте маңызды екенін көрсете алдық», – дейді зерттеудің жетекшісі және нейробиология зертханасының меңгерушісі Хансйорг Шербергер. «Бұл нәтижелер болашақ ми-компьютер интерфейстерінің функционалдығын жақсарту және осылайша нейрондық протездердің ұсақ моторикасын жақсарту үшін пайдаланылуы мүмкін».
Назым МАЛИККЫЗЫ