Домашнее использование чрескожного беспроводного интракортикального интерфейса мозг—компьютер лицами с тетраплегией

ЦЕЛЬ: Неврологические заболевания или травмы, такие как боковой амиотрофический склероз, травма спинного мозга или инсульт, могут привести к тетраплегии, неспособности говорить или даже синдрому запертого человека. Для людей с такими состояниями существующие вспомогательные технологии часто неэффективны. Интерфейсы мозг—компьютер разрабатываются для повышения независимости и восстановления коммуникации при отсутствии физических движений. В течение последнего десятилетия люди с тетраплегией достигали быстрого набора текста на экране и управления приложениями планшета по принципу «наведение и щелчок» с помощью интракортикальных интерфейсов мозг—компьютер (iBCI), декодирующих предполагаемые движения рук и кистей по нейронным сигналам, регистрируемым имплантированными микроэлектродными матрицами. Однако кабели, передающие нейронные сигналы от мозга к усилителям и компьютерам для декодирования, привязывают участников к оборудованию и требуют наблюдения специалистов, что существенно ограничивает время и место доступности iBCI. Здесь мы демонстрируем первое применение беспроводного широкополосного iBCI у человека. МЕТОДЫ: На основе прототипа системы, ранее использовавшегося в доклинических исследованиях, мы заменили внешние кабели 192-электродного iBCI беспроводными передатчиками и обеспечили регистрацию и декодирование с высоким разрешением широкополосных полевых потенциалов и спайковой активности у людей с параличом. Два участника продолжающегося пилотного клинического исследования выполнили задания по выбору объектов на экране для оценки управления курсором с помощью iBCI. РЕЗУЛЬТАТЫ: Скорости передачи информации были эквивалентны при проводной и беспроводной конфигурациях. Участники также использовали беспроводной iBCI для управления стандартным коммерческим планшетным компьютером, просмотра веб-страниц и работы с несколькими мобильными приложениями. В ходе сравнений проводного и беспроводного интерфейсов, выполненных в течение одного дня, оценивали частоту битовых ошибок, потерю пакетов, а также восстановление частоты спайков и форм спайковых сигналов по зарегистрированным нейронным сигналам. В показательном случае беспроводная система непрерывно регистрировала интракортикальные сигналы с двух матриц у одного участника в домашних условиях в течение 24 часов. SIGN…