Neuroprotéza vrátila schopnost chůze pacientovi s úplným ochrnutím nohou
Epidurální implantát s AI řízenou stimulací míchy umožnil člověku s poraněním krční páteře dělat přirozené kroky a chodit po schodech.
Úvod
V červnu 2025 byl svět svědkem události, kterou odborníci nazvali „počátkem nové éry v léčbě pohybových poruch“. V časopise Nature byla publikována práce švýcarských výzkumníků – skupiny Grégoire Courtine a Jocelyne Bloch z NeuroRestore (společný projekt EPFL a Lausannské univerzitní nemocnice) – o mozkovo-míšním rozhraní (brain-spine interface, BSI), které umožnilo 38letému pacientovi s neúplným poraněním krční páteře (C5/C6), ochrnutému po dobu deseti let, znovu chodit přirozeným způsobem, chodit po schodech a dokonce překonávat složitý terén.
Tento úspěch není jen dalším triumfem neuroprotetiky. Na rozdíl od stávajících exoskeletů, které vyžadují ruční ovládání nebo berle, a na rozdíl od předchozích systémů epidurální stimulace, které spoléhaly na detektory pohybu a dávaly pacientům pocit uměle iniciovaných kroků, BSI vytváří „digitální most“. Přímo spojuje motorickou kůru mozku s centrem lokomoce v míše, čímž obnovuje přirozené spojení přerušené úrazem. Pacient Gert-Jan (který povolil použití pouze křestního jména) dokázal ovládat pohyby silou myšlenky. „Po 12 letech snahy postavit se na nohy jsem se nyní naučil chodit normálně, přirozeně,“ řekl.
Podrobnosti události a časový průběh
Předchůdci: od pohybových senzorů k „myšlence“. Práce Švýcarů je výsledkem mnohaletého vývoje. Zpočátku se jejich řešení stimulace míchy opírala o analýzu zbytkových pohybů nebo nositelné senzory. To však vytvářelo zpoždění a umělost. Skutečný průlom nastal, když se tým rozhodl snímat signál přímo ze zdroje – z mozku.
Technologické uspořádání „digitálního mostu“. Systém BSI se skládá ze dvou implantátů:
- Kortikální implantát (WIMAGINE): Dva 64elektrodové svazky (8x8) o průměru 50 mm, umístěné v titanovém pouzdře o tloušťce lebky. Zařízení je umístěno nad tvrdou plenou mozkovou (epidurálně), aniž by pronikalo přímo do mozkové tkáně, což zajišťuje dlouhodobou stabilitu signálu a minimalizuje poškození. Implantát snímá elektrokortikogram (ECoG) z oblasti senzomotorické kůry odpovědné za pohyb nohou.
- Míšní implantát: Elektroda implantovaná epidurálně do lumbosakrální oblasti míchy, která je zodpovědná za generování krokových pohybů.
Princip činnosti: Implantát v hlavě zachycuje vzorce mozkové aktivity související se záměrem pohnout nohou. Umělá inteligence (AI algoritmus) v reálném čase tyto signály dekóduje. Poté jsou bezdrátově přenášeny do přenosného počítače (nošeného v batohu), kde jsou převedeny na příkazy pro míšní stimulátor. Stimulátor vysílá přesné elektrické impulsy do odpovídajících oblastí míchy, což vyvolává kontrakci svalů nohou. Celá smyčka – od myšlenky k pohybu – trvá zlomky sekundy.
Kvalita ovládání a senzorická zpětná vazba. Vývoj Švýcarů byl dlouhou dobu jedinečný, protože poskytoval pouze motorické ovládání. Již v dubnu 2026 však výzkumníci z Kalifornské univerzity v Irvine (UC Irvine) a Caltechu udělali další krok: vytvořili obousměrné rozhraní (BDBCI), které umožňuje nejen ovládat exoskelet, ale také získávat zpětnou vazbu. Účastnice studie (50 let) pomocí systému nejen ovládala kroky, ale také „cítila“ dotyk země díky stimulaci somatosenzorické kůry. V testu počítání kroků dosáhla přesnosti 93 %.
Současně čínští vědci předvedli systém založený na EEG čepici (bez implantace do mozku) pro pacienta po mrtvici a v Singapuru odstartovala klinická zkouška AI řízené transkutánní (neinvazivní) stimulace míchy (tSCS).
Dopad a význam
Pro vědu a neurorehabilitaci. Práce Švýcarů je koncepčním důkazem: „digitální most“ mezi mozkem a míchou je možný a účinný. Pacient Gert-Jan předváděl přirozené pohyby, schopnost obcházet překážky a chodit po schodech – úkoly, které jsou pro uživatele klasických exoskeletů nedostupné.
Fenomén neuroplasticity. Nejnepochopitelnější objev: i při vypnutém BSI pacient nadále vykazoval zlepšení. Jeho skóre indexu chůze (WISCI II) vzrostlo ze 6 bodů na 16 po 40 tréninkových sezeních s rozhraním. To znamená, že rozhraní podporuje dlouhodobou neuroplasticitu – obnovu vlastních nervových drah pacienta.
Pro pacienty. Pro miliony lidí s poraněním míchy (jen v USA asi 300 000 pacientů) tato technologie nabízí radikální zlepšení kvality života. Jak poznamenává profesor neurologie na UC Irvine An Do: „Obnovení schopnosti chůze patří mezi nejvyšší priority rehabilitace pro ochrnuté lidi.“
Omezení. V současné době byla technologie testována na malém počtu pacientů (do roku 2025 na jednom, švýcarská skupina připravuje studii se třemi účastníky) a vyžaduje implantaci elektrod jak do mozku, tak do páteře. Kromě toho je zařízení stále objemné (přenosný počítač).
Reakce klíčových hráčů
Švýcarský tým (EPFL/CHUV). Grégoire Courtine a Jocelyne Bloch již zahájili nábor dalších účastníků. Jejich cílem je komercializace a miniaturizace systému, aby se zbavili „batohu“ s počítačem.
Američtí vědci (UC Irvine/Nature). Americká skupina se zaměřila na obousměrnost a přenositelnost s využitím vestavěného výpočetního systému (3 mikrokontroléry o frekvenci 48 MHz), což eliminuje potřebu externího počítače.
Vědecká komunita. Reakce se pohybují od nadšení po konzervativní zdrženlivost. Profesor neurochirurgie Michael Fehlings (Torontská univerzita) označil bioinženýrství za „skutečně vynikající“, ale poukázal na malý počet pacientů ve studii. Dr. Daniel Rubin (Harvard/MGH) poznamenal, že kvůli neinvazivní metodě záznamu nemusí být signál z povrchu mozku dostatečně „čistý“ pro ovládání například jemné motoriky rukou.
Alternativní přístupy (Čína, Itálie). Zatímco se vedou spory o invazivitě, týmy v Číně a Itálii aktivně prosazují neinvazivní EEG čepice. Ačkoli je kvalita signálu nižší, absence rizik operace činí tyto technologie potenciálně dostupnějšími.
Prognóza a závěry
Co máme k květnu 2026. Stojíme na prahu éry „čitelných myšlenek“ protéz. Invazivní BSI rozhraní poskytují vysokou přesnost a přirozenost pohybů, která byla dříve nedosažitelná. Obousměrné systémy BDBCI vracejí ztracený pocit dotyku. Souběžně se vyvíjejí minimálně invazivní řešení pro méně závažné pacienty.
Hlavní výzvy:
- Miniaturizace a bezdrátové připojení. Současné prototypy stále obsahují externí jednotky. Přechod k plně implantovatelným systémům (o což usilují na UC Irvine) je otázkou nejbližších let.
- Cena a dostupnost. Implantace elektrod, dlouhodobá kalibrace a AI trénink jsou nákladné procedury. Budou je systémy zdravotní péče schopny uhradit?
- Individualita poranění. Většina úspěchů byla dosažena u neúplných poranění (kdy je část spojení zachována). Bude systém fungovat u pacientů s úplným anatomickým přerušením míchy? Teoreticky ano, pokud jsou neurony pod místem poranění živé, ale je třeba to dokázat.
Prognóza na rok 2030. Pravděpodobně se neuroprotézy třetí generace dostanou do klinické praxe jako standard rehabilitace pro určité kategorie poranění páteře. Stanou se méně invazivními (možná s využitím nejtenčích uhlíkových/diamantových elektrod pracujících na úrovni jednotlivých neuronů) a budou charakteristické pro přední neurochirurgická centra světa.
Závěr. Mozkovo-míšní rozhraní, které vrací pacientovi schopnost chůze, není děj vědecké fantastiky, ale zdokumentovaný fakt let 2025-2026. Technologie má samozřejmě před sebou dlouhou cestu od laboratorních prototypů k masovému produktu. Ale hlavní se stalo: paralýza již není nevratná. Most mezi myšlenkou a pohybem byl postaven.
— Editorial Team
