Stwardnienie zanikowe boczne (SLA) jest rzadkim schorzeniem neurodegeneracyjnym, zwanym także chorobą Lou Gehriga, w którym dochodzi do niszczenia komórek rogów przednich rdzenia kręgowego, jąder nerwów czaszkowych rdzenia przedłużonego oraz neuronów drogi piramidowej. SLA dotyka neurony odpowiedzialne za kontrolę dobrowolnych ruchów mięśniowych.
Czytaj też: Nieinwazyjny interfejs mózg-komputer już jest. Czy zadziała u ludzi?
W miarę postępu SLA, u chorego ochodzi do paraliżu prawie wszystkich mięśni (także oddechowych), z wyjątkiem mięśni kontrolujących ruchy gałek ocznych. Pojawia się tzw. zespoł zamknięcia (ang. locked-in syndrome), w którym to chory jest w pełni przytomny i świadomy, ale nie jest w stanie poruszać się oraz komunikować ze światem zewnętrznym. Możliwa jest komunikacja z takimi osobami, ale nie jest ona łatwa i wymaga podłączenia specjalistycznych urządzeń. Wiele z nich opiera się na odczyt ruchu gałek ocznych lub mięśni twarzy, które pozostają sprawne. Cierpiący na SLA Stephen Hawking używał urządzenia, które pozwalało mu komunikować się poprzez poruszaniem mięśniami policzka. Ale kiedy osoba z SLA traci zdolność kontroli także tych mięśni, wchodzi w stan całkowitego zamknięcia. Nie ma z nią kontaktu, choć jest świadoma.
Nowy sposób komunikacji
W Nature Communications opisano przypadek 37-letniego mężczyzny, znanego jako Pacjent K1, który stracił zdolność chodzenia i mówienia pod koniec 2015 r. Wkrótce po tym zaczął korzystać z urządzenia do komunikacji opartego na śledzeniu wzroku, ale w końcu nie był już w stanie skupić fo na tyle, by się komunikowąć, ograniczając się tylko do “tak” lub “nie”. Ponieważ kwestią czasu było, gdy przejdzie on w zespół zamknięcia, rodzina postanowiła znaleźć alternatywny sposób komunikacji. Skontaktowała się ona z dr Nielsem Birbaumerem z Instytutu Psychologii Medycznej i Neurobiologii Behawioralnej na Uniwersytecie w Tybindze w Niemczech oraz dr Ujwala Chaudhary’ego z niemieckiej organizacji ALS Voice w Mössingen.
Naukowcy wyposażyli Pacjenta K1 w interfejs mózg-komputer, umożliwiający komunikację ze światem dzięki ruchom gałek ocznych. Kiedy chory stracił zdolność poruszania oczami, wszczepiono mu specjalne urządzenie z mikroelektrodami.
System działa na zasadzie “słuchowego neurofeedbacku” – pacjent musi “dopasować” częstotliwość swoich fal mózgowych do określonego tonu, słowa lub frazy. Utrzymanie częstotliwości na określonym poziomie – przez ok. 500 ms – pozwoliło uzyskać pozytywną lub negatywną reakcję.
Uczeni nie wiedzieli, czy innowacyjny system zadziała w przypadku Pacjenta K1, gdyż nigdy wcześniej nie stosowano interfejsu mózg-komputer w przypadku osoby z zespołem zamknięcia. Ale 3 miesiące po operacji, Pacjent K1 był w stanie komunikować się ze światem zewnętrznym. Zaczął wybierać litery, słowa i zwroty, a w końcu nawet wypowiedział zdanie: “Chłopcy, to działa bez wysiłku”.
Mimo sukcesu w komunikacji z 37-letnim mężczyzną, wciąż jeszcze jest sporo do poprawy w opisywanym interfejsie mózg-komputer. Naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia technologia pozwoli pacjentom z zespołem zamknięcia komunikować się ze światem i decydować o swoim losie.
