Нейропротезування — це міждисциплінарна галузь, яка поєднує нейронауку, біоінженерію, робототехніку та штучний інтелект для створення пристроїв, що відновлюють або замінюють функції втрачених частин нервової системи (переважно рухові або сенсорні функції).

Що таке нейропротез?

Нейропротез — це електронний або біоелектронний пристрій, який:

  • зчитує сигнали з нервової системи (мозку, хребта, м’язів),
  • або стимулює нервові структури для відновлення функцій,
  • або обидва одночасно.

Види нейропротезів:

  1. Моторні нейропротези
    • Протези кінцівок, які керуються сигналами мозку або залишкової м’язової активності (наприклад, BCI-протези рук).
    • Дозволяють людині контролювати штучну кінцівку подумки.
  2. Сенсорні нейропротези
    • Наприклад, штучна сітківка або слуховий імплантат (коклеарний імплант), які відновлюють зір або слух.
  3. Функціональна електростимуляція (FES)
    • Стимуляція м’язів і нервів у людей з паралічем для відновлення рухів.
  4. Нейроінтерфейси мозок-комп’ютер (BCI)
    • Дозволяють керувати пристроями силою думки (комп’ютером, коляскою, дронами тощо).
  5. Спинальні імплантати
    • Встановлюються у хребет для відновлення ходи після травм спинного мозку.

Ключові технології:

  • Штучний інтелект і машинне навчання — для розпізнавання нейросигналів.
  • Нейроелектроди — для зчитування або стимуляції нейронів.
  • Робототехніка — для створення рухомих протезів.
  • Бездротова передача даних — для зручності користування.

Сфери застосування:

  • Реабілітація після інсультів, травм спинного мозку, ампутацій.
  • Лікування неврологічних хвороб (епілепсія, хвороба Паркінсона).
  • Військова медицина (відновлення після поранень).
  • Люди з вродженими вадами розвитку нервової системи.

Виклики і обмеження:

  • Висока складність нейроінтерфейсів.
  • Біосумісність та тривалість роботи імплантів.
  • Потреба у персоналізації моделей для кожного користувача.
  • Етичні та правові питання (контроль над пристроями, втручання в мозок тощо).

Приклади:

  • Neuralink (Ілон Маск) — інвазивні BCI-імпланти.
  • Blackrock Neurotech, Synchron — менш інвазивні імпланти для паралізованих людей.
  • OpenBCI — неінвазивні BCI-рішення для досліджень і розробок.
  • DEKA Arm — протез руки з нейроуправлінням, розроблений DARPA.

Дещо інше: