Група фахівців з неврології та медичної комп'ютерної техніки з Каліфорнійського університету навчила повністю паралізованого нижче поясу людини ходити за допомогою складної системи, що складається з нейроінтерфейсу (мозок - комп'ютер), апарату нейромускульної стимуляції і спеціального підвісу. За заявою авторів дослідження, це перший успішний приклад реалізації такого роду системи, що дозволила страждаючій параплегією людині частково відновити втрачену внаслідок травми здатність самостійно пересуватися. Роботу опубліковано в журналі.
Метою авторів дослідження було довести принципову можливість використання зовнішніх (а згодом і імплантованих) інтерфейсів «мозок - комп'ютер», біологічного зворотного зв'язку та функціональної електростимуляції для реабілітації повністю паралізованих людей. Для цього вони провели спеціальний відбір випробовуваних. Для експерименту був обраний 26-річний молодий чоловік, який отримав травму грудного відділу хребта, що спричинила розрив спинного мозку і повний параліч нижніх кінцівок і м'язів живота.
На першому етапі експерименту влаштовувалися спеціальні навчальні сесії. У випробовуваного протягом десяти хвилин знімали електроенцефалограму. Кожні тридцять секунд він повинен був уявляти, що здійснює кроки. Наступні тридцять секунд - що знаходиться в спокої. Таким чином, вчені виявили його індивідуальний патерн електричної активності мозку пов'язаний з ходьбою і спокою. З'ясувалося, що при думці про ходьбу в зонах мозку, що відповідають за рух (у правій і лівій півкулі) у нього виникає синхронізація низькочастотного бета-ритму (13-16 Гц), а також десинхронізація високочастотного бета-ритму (23-28 Гц) в центральних областях моторної кори.
На другому етапі, хворого тренували за допомогою біологічного зворотного зв'язку свідомо відстежувати і керувати патернами своїх електрофізіологічних реакцій. Для цього він вчився «силою думки» змушувати ходити аватара на екрані комп'ютера. Якщо випробовуваному вдавалося успішно активувати раніше виявлений патерн для ходьби - аватар робив крок, а якщо патерн спокою - то зупинявся. Тренування тривали до тих пір, поки хворий не навчився впевнено керувати тривимірним аватаром, роблячи двосекундні зупинки і змінюючи напрямок руху.
На третій стадії експерименту, паралізований випробовуваний пройшов курс нейромускульної стимуляції. Цей метод дозволяє активувати нервові клітини за допомогою зовнішнього електричного впливу, завдяки чому можна змусити скорочуватися м'язи, що знаходяться під їх керуванням. Хворому активізували, перш за все, стегнові нерви і м'язи ніг, що дозволило їх в достатній мірі зміцнити і підготувати для ходьби.
Останній стадією експерименту стало об'єднання нейроінтерфейсу і приладу нейромускульної стимуляції в єдину систему під керуванням комп'ютера. Паралізованого хворого помістили в спеціальний підвіс, щоб він не впав під час ходьби під власною тяжкістю. Далі він уявляв, що здійснює крок, нейроінтерфейс зчитував відповідний електроенцефалографічний патерн і передавав через Bluetooth-з'єднання інформацію в розташований на поясі комп'ютер. Той у свою чергу давав команду прикріпленим до правого або лівого стегна приладам функціональної електростимуляції, які активували стегнові нерви і дозволяли м'язам скоротитися. Таким чином, хворий робив крок правою або лівою ногою.
Згідно з опитуваннями, понад 60 відсотків паралізованих людей готові на операцію з імплантації вживленого нейроінтерфейсу, якщо це дозволить хоча б частково повернути рухливість і відносну самостійність. Однак до розробки такого роду систем потрібно було довести, що вони в принципі здатні допомогти в реабілітації хворих з параплегією (паралічем обох кінцівок).