Hersenimplantaat kan helpen bij ALS-verlamming

Een onderzoeksapparaat genaamd een hersen-computerinterface is veilig bevonden in een kleine studie van mensen met verlamming van ALS, en heeft deelnemers in staat gesteld een computer te gebruiken om via tekst te communiceren en dagelijkse taken uit te voeren, zoals online winkelen en bankieren, volgens een voorlopige studie die vandaag, 29 maart 2022, is vrijgegeven en die zal worden gepresenteerd op de 74e jaarlijkse bijeenkomst van de American Academy of Neurology, die persoonlijk wordt gehouden in Seattle, van 2 tot 7 april 2022 en virtueel, van 24 tot 26 april 2022.

ALS is een progressieve neurodegeneratieve ziekte die zenuwcellen in de hersenen en het ruggenmerg aantast. Mensen met ALS verliezen het vermogen om spierbewegingen te initiëren en te controleren, wat vaak leidt tot totale verlamming.

"Mensen met ALS verliezen uiteindelijk hun vermogen om hun ledematen te bewegen, waardoor ze niet in staat zijn om apparaten zoals een telefoon of computer te bedienen", zei studie auteur Bruce Campbell, MD, MS, van de Universiteit van Melbourne in Australië en een lid van de American Academy van Neurologie. "Ons onderzoek is opwindend, want terwijl andere apparaten een operatie vereisen waarbij de schedel moet worden geopend, is dit interface-apparaat tussen hersenen en computer veel minder invasief. Het ontvangt elektrische signalen van de hersenen, waardoor mensen een computer kunnen besturen door te denken.”

Voor de studie ondergingen vier mensen met ALS een procedure om het apparaat in de hersenen te implanteren. De hersen-computerinterface wordt via een van de twee halsaderen in de nek naar een groot bloedvat in de hersenen gevoerd. Het apparaat, bestaande uit een netachtig materiaal waaraan 16 sensoren zijn bevestigd, zet uit om de vaatwand te bekleden. Dat apparaat is verbonden met een elektronisch apparaat in de borstkas dat vervolgens de hersensignalen van de motorische cortex, het deel van de hersenen dat signalen voor beweging genereert, doorstuurt naar commando's voor een laptopcomputer.

Onderzoekers volgden de deelnemers een jaar lang en ontdekten dat het apparaat veilig was. Er waren geen ernstige bijwerkingen die tot invaliditeit of overlijden leidden. Ook bleef het apparaat voor alle vier de personen op zijn plaats en bleef het bloedvat waarin het apparaat werd geïmplanteerd open.

Onderzoekers onderzochten ook of deelnemers de hersen-computerinterface konden gebruiken om routinematige digitale taken uit te voeren. Alle deelnemers leerden hoe ze het apparaat met eye-tracking moesten gebruiken om een ​​computer te gebruiken. Eye-tracking-technologie helpt een computer te bepalen waar een persoon naar kijkt. 

Onderzoekers melden ook dat een tijdens het onderzoek ontwikkelde decoder een studiedeelnemer in staat stelde een computer onafhankelijk te besturen zonder een eye-tracker. De machine learning-decoder was als volgt geprogrammeerd: wanneer een trainer de deelnemers vroeg om bepaalde bewegingen uit te voeren, zoals met hun voet tikken of hun knie strekken, analyseerde de decoder de zenuwcelsignalen van die bewegingspogingen. De decoder was in staat om bewegingssignalen om te zetten in computernavigatie.

"Ons onderzoek is nog nieuw, maar het is veelbelovend voor mensen met verlamming die een niveau van onafhankelijkheid willen behouden", zegt Campbell. "We zetten dit onderzoek voort, zowel in Australië als in de Verenigde Staten in grotere groepen mensen."