Lai pētītu smadzenes, ārsts pakļaujas zem naža

Fils Kenedijs vairs neredzēja citu veidu, kā iegūt datus. Tā kādu dienu viņš laimīgi bezsamaņā gulēja uz operāciju galda Belizā, kamēr neiroķirurgs nozāģēja viņa galvaskausa augšdaļu.

Pagājušajā gadā Kenedijs, 67 gadus vecs neirologs un izgudrotājs, paveica kaut ko nebijušu pašeksperimentu annālēs. Viņš maksāja ķirurgam Centrālamerikā 25 000 USD, lai viņš implantētu elektrodus viņa smadzenēs, lai izveidotu savienojumu starp viņa motorisko garozu un datoru.

Kopā ar nelielu pionieru grupu Kenedijs astoņdesmito gadu beigās bija izstrādājis invazīvas cilvēka smadzeņu un datora saskarnes — burtiski vadus smadzenēs, kas pievienoti datoram, un viņš tiek plaši uzskatīts par pirmo, kas ļāva smagi paralizētam, ieslēgtam pacientam. pārvietojiet datora kursoru, izmantojot viņas smadzenes. Viens žurnāls viņu sauca par kiborgu tēvu.

Kenedija zinātniskais mērķis ir bijis izveidot runas dekodētāju — programmatūru, kas var pārvērst iedomātās runas radītos neironu signālus vārdos, kas nāk no runas sintezatora. Bet šis darbs, ko veica viņa mazais Džordžijas uzņēmums Neural Signals, bija apstājies, saka Kenedijs. Viņš vairs nevarēja atrast pētāmos priekšmetus, viņam bija maz finansējuma, un viņš bija zaudējis ASV Pārtikas un zāļu pārvaldes atbalstu.

Tāpēc 2014. gada jūnijā viņš atradās sēdam tālā slimnīcā un spogulī pārdomāja paša noskutās galvas ādas attēlu. Viņš saka, ka viss šis līdz šim 29 gadus ilgs pētniecības darbs beigsies, ja es kaut ko nedarīšu. Es negribēju, lai tas nomirst uz vīnogulāja. Tāpēc es riskēju.

Šoruden Kenedijs prezentēja pētījumus par savām smadzenēm Čikāgas Neiroloģijas biedrībā, kur viņa rīcība kolēģos izraisīja gan bijību, gan bažas. Noorganizējot operāciju veselam cilvēkam — pat sev, pat zinātnes vārdā — viņš, visticamāk, pārkāpa sava ārsta zvērestu. Es priecājos, ka viņam tagad ir labi, saka Edijs Čangs, Kalifornijas Universitātes Sanfrancisko neiroķirurgs, kura nesenais darbs, kartējot motorās garozas zonas, kas kontrolē runu, palīdzēja Kenedija aprēķinos. Es ceru, ka viņš iegūs dažus vērtīgus, vērtīgus datus.

FDA problēmas

Kenedijs, kurš dzimis Īrijā, saka, ka viņa pašeksperimentu izraisīja vilšanās un zinātniski jautājumi. Viņu tik ļoti ieintriģēja smadzenes kā jaunu ārstu, ka viņš atgriezās skolā, lai iegūtu doktora grādu. neirozinātnēs. Astoņdesmitajos gados, vadot laboratoriju Džordžijas Tehnoloģiju institūtā, viņš izstrādāja un patentēja novatorisku elektrodu veidu, kas sastāv no zelta stiepļu pāra, kas iesaiņots mazā stikla konusā. Piepildīts ar patentētu augšanas faktoru maisījumu, elektrods izraisīja tuvumā esošo neironu augšanu ierīcē.

Fils Kenedijs

1996. gadā pēc izmēģinājumiem ar dzīvniekiem FDA piekrita atļaut Kenedijam implantēt savus elektrodus slēgtiem pacientiem ar tik smagu paralīzi, ka viņi vairs nevarēja runāt vai kustēties. Viņa pirmā brīvprātīgā bija speciālās izglītības skolotāja un divu bērnu māte Mārdžorija jeb MH, kura piekrita iziet procedūru savas dzīves beigās. Marjorijai bija ALS, taču viņa pierādīja, ka spēj ieslēgt un izslēgt slēdzi, vienkārši domājot. Bet viņa bija tik slima, ka tikai 76 dienas vēlāk viņa nomira. Nākamais, 1998. gadā, ieradās Džonijs Rejs, 53 gadus vecs Vjetnamas veterāns un ģipškartona darbuzņēmējs, kurš pamodās no komas ar pilnībā neskartu prātu, bet nespēja pakustināt neko, izņemot plakstiņus.

Kenedijs personīgi pārraudzīja elektrodu implantāciju vismaz piecos subjektos, un viņa komanda sāka parādīt, ka, ja tas ieraksta tikai no dažiem neironiem, pacienti var pārvietot kursoru datora ekrānā un sazināties, izvēloties vārdus vai burtus no izvēlnes.

Līdz 2004. gadam Kenedijs bija implantējis savus elektrodus smadzenēs Ērikam Remzijam, brīvprātīgajam, kurš cieta katastrofālu smadzeņu stumbra insultu autoavārijā, kā rezultātā viņš bija ieslēgts 16 gadu vecumā. Pateicoties datiem, kas savākti no Remzija, Kenedijs un viņa līdzstrādnieki turpināja publicēt augsta līmeņa rakstus par rezultātiem tādos žurnālos kā PLOS Viens un Neirozinātnes robežas Vēl 2009. un 2011. gadā. Vienā dokumentā bija aprakstīts, kā programmatūra var izdalīt skaņas, ko Remzija iedomājās, un ļaut viņam ļoti aptuveni izrunāt dažus vienkāršus vārdus. Galu galā Remzijs kļuva pārāk slims, lai turpinātu piedalīties pētījumā.

Līdz tam laikam FDA bija arī atsaukusi atļauju izmantot ierīces citiem pacientiem. Kenedijs saka, ka aģentūra sāka lūgt viņam vairāk drošības datu, tostarp par neirotrofiskajiem faktoriem, ko viņš izmantoja, lai izraisītu neironu augšanu. Kad Kenedijs nevarēja sniegt datus, FDA atteicās apstiprināt citus implantus.

Kenedijs nekad pilnībā nepieņēma FDA lēmumu (viņš aizveda vismaz vienu citu pacientu uz Belizu, lai veiktu implantu). Bija arī zinātniska neapmierinātība, strādājot ar invalīdiem. Ieslēgti cilvēki nevar sazināties, izņemot dažkārt ar ņurdēšanu vai acīm, kas viņa eksperimentiem pievienoja mulsinošu mainīgo. Kad konkrētais neirons atskanēja, viņš nekad nevarēja būt pārliecināts, ko pacients domāja.

Fila Kenedija smadzenes operācijas laikā, lai uzstādītu neironu ierakstīšanas implantu.

Kenedijs pārliecinājās, ka veids, kā pacelt savu pētījumu uz nākamo līmeni, ir atrast brīvprātīgo, kurš joprojām varētu runāt. Gandrīz gadu viņš meklēja brīvprātīgo ar ALS, kurš joprojām saglabāja dažas vokālās spējas, cerot aizvest pacientu uz ārzonu operācijai. Es nevarēju dabūt vienu. Tāpēc pēc ilgas domāšanas un pārdomām es nolēmu to darīt pats, viņš saka. Es gadiem ilgi mēģināju sevi atrunāt.

Operācija notika 2014. gada jūnijā 13 gultu Belizas pilsētas slimnīcā tūkstoš jūdžu uz dienvidiem no viņa Džordžijā bāzētās neiroloģijas prakses un arī tālu no FDA sasniedzamības. Pirms iekāpšanas lidojumā Kenedijs darīja visu iespējamo, lai sagatavotos. Savā mazajā uzņēmumā Neural Signals viņš izgatavoja elektrodus, ko neiroķirurgs implantēs viņa motoriskajā garozā, pat izvēlējās vietu, kur gribēja tos aprakt. Viņš atlika pietiekami daudz naudas, lai dažus mēnešus uzturētu sevi, ja operācija būtu nepareiza. Viņš bija pārliecinājies, ka viņa dzīves griba ir kārtībā un vecākais dēls zina, kur viņš atrodas.

Ejot pastaigā

Belizā procedūra nenotika gludi, norādot uz smadzeņu un datora saskarnes zinātnes briesmām brīvprātīgajiem. Ikreiz, kad tiek atvērts galvaskauss, pastāv neliela, bet reāla nāves iespēja. Pēc pamošanās no pirmās operācijas Kenedijs saka, ka viņš nevarēja atbildēt, kad ķirurgi ar viņu runāja. Viņš bija zaudējis spēju runāt. Vēlāk ārsti paskaidroja, ka 12 stundu operācijas laikā viņam bija paaugstināts asinsspiediens, izraisot smadzeņu pietūkumu un izraisot īslaicīgu paralīzi. Man nebija ne mazākās bailes, saka Kenedijs. Es zināju, kas notiek. Es izgudroju operāciju.

Blakusparādības bija ļoti nopietnas, taču Kenedijs saka, ka viņš atguvās un pēc vairākiem mēnešiem atgriezās uz otru 10 stundu procedūru Belizsitijā, lai ķirurgs varētu implantēt elektroniku, kas ļautu viņam savākt signālus no viņa paša smadzenēm.

Kenedija varoņdarbi atstāj iespaidu uz dažiem viņa bijušajiem pacientiem. Runājiet par pastaigu! Deivids Džeins, ALS pacients, kuru Kenedija komanda implantēja 2000. gadu sākumā, teica e-pastā. Es apbrīnoju Filu.

Dažiem pētniekiem Kenedija lēmumus var uzskatīt par nesaprātīgiem, pat neētiskiem. Tomēr ir gadījumi, kad pašeksperimenti ir attaisnojušies. 1984. gadā Austrālijas ārsts Barijs Māršals izdzēra vārglāzi, kas bija piepildīta ar baktērijām, lai pierādītu, ka tās izraisa kuņģa čūlu. Vēlāk viņš ieguva Nobela prēmiju. Medicīnas zinātniekiem ir sena tradīcija eksperimentēt ar sevi, dažreiz ar labiem rezultātiem un dažreiz bez tik labiem rezultātiem, saka Džonatans Volpavs, smadzeņu un datora saskarnes pētnieks no Vadsvortas centra Ņujorkā. Tas ir tādā tradīcijā. Tas, iespējams, ir viss, kas man būtu jāsaka bez papildu informācijas.

Pēc atgriešanās mājās Dulutā, Džordžijas štatā, Kenedijs sāka strādāt lielā mērā viens pats savā runas laboratorijā, ierakstot savus neironus, kad viņš skaļi atkārtoja 29 fonēmas (piemēram, e, eh, a, o, u un līdzskaņus, piemēram, ch un j), un tad klusībā iedomājos tos pateikt. Viņš darīja to pašu ar aptuveni 290 īsiem vārdiem, piemēram, Deils un plūme. Bija arī izrunājamas frāzes: Sveika, pasaule, Kura privātfirma un Skriešanas prieks liek puikam teikt wow.

Kenedijs saka, ka viņa agrīnie atklājumi ir ārkārtīgi iepriecinoši. Viņš saka, ka ir noskaidrojis, ka dažādas 65 neironu kombinācijas, no kurām viņš ierakstīja, tiek konsekventi aktivizētas ikreiz, kad viņš skaļi izrunāja noteiktas skaņas, kā arī tika izšautas, kad viņš iedomājās tās runāt — attiecības, kas potenciāli ir svarīgas runas domu dekodētāja izstrādē. UCSF Čangs saka, ka Kenedijs, iespējams, ir iemācījies kaut ko jaunu. Viņa paša pētījumos izmantoti dažādi elektrodi, kas novietoti ārpus smadzenēm un, pēc viņa teiktā, spēj savākt tikai relatīvi aptuvenu signālu (skatiet runas sintezatoru tieši uz smadzenēm). Es domāju, ka tas, kam viņš tur varētu piekļūt, ir kaut kas daudz detalizētāks, saka Čans.

Bija viena liela vilšanās. Kenedijs bija cerējis gadiem ilgi dzīvot ar implantiem smadzenēs, vācot datus, uzlabojot kontroli un publicējot dokumentus. Taču iegriezums viņa galvaskausā nekad pilnībā neaizvērās, radot bīstamu situāciju. Pēc dažu nedēļu ilgas datu vākšanas Kenedijs pagājušā gada janvārī bija spiests lūgt vietējās Džordžijas slimnīcas ārstiem izņemt implantus. Rēķins sasniedza 94 000 USD. Kenedijs iesniedza prasību savai apdrošināšanas sabiedrībai (viņš saka, ka tā samaksāja 15 000 USD).

Kenedijs šo neveiksmi skaidro ar savu lēmumu uzbūvēt elektrodus īpaši lielus un uzstādīt tos neparastā leņķī, lai ar tiem būtu vieglāk strādāt, — viņš tagad uzskata, ka lēmums ir kļūdains. Bet es tiku galā, tāpēc esmu laimīgs, viņš saka. Pēc operācijas man bija daži izciļņi un zilumi, taču es saņēmu četru nedēļu labus datus. Es ilgi strādāšu pie šiem datiem.

paslēpties