Интерфейс «мозг-компьютер» в реабилитации после инсульта

Обычная схема использования интерфейсов «мозг-компьютер» при параличе достаточно стандартна: вживленные в мозг электроды считывают паттерны электрической активности, отвечающие за движение, эти паттерны расшифровываются, преобразуются в соответствующие аппаратные команды   и затем передаются на протез или экзоскелет, который восстанавливает двигательную активность пациента. Впрочем, не так давно исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв модифицировали схему: теперь уже интерфейс управляет непосредственно самими руками пациента, отправляя команды на стимулирующие мышцы электроды.

Новое исследование авторов из Вашингтонского университета подходит к этой тематике с третьей стороны, рассматривая случаи гибели моторной коры одного полушария в результате инсульта. Эта работа опубликована в журнале Stroke.

ipsihand-stroke-neurosciencenews

Илл: Вашингтонский университет

Как мы знаем, движениями правой руки управляет левое полушарие, а левой – правое. Поэтому если при инсульте страдает, например, левое полушарие, человек становится парализован на правую руку и правую ногу.  Тем не менее, как установили авторы работы около 10 лет назад, сначала возникает некий подготовительный сигнал в одноименном полушарии. Поэтому при инсульте в левом полушарии сигнал о планировании движения правой рукой или ногой возникает, но затем он уходит «в никуда».  Новое устройство Ipsihand, разработанное в Вашингтоне, использует этот сигнал для управления кистью парализованной руки. Оно представляет собой ЭЭГ-интерфейс и экзоскелет, надевающийся на предплечье и кисть.

Устройство обнаруживает намерение пациента раскрыть или сжать парализованную руку, и выполняет это движение, сгибая второй и третий пальцы навстречу большому.

2017-05-29_15-22-20

Схема эксперимента из обсуждаемой статьи

При реабилитации самые большие успехи пациенты делают в первые три месяца после инсульта, затем результаты выходят на плато. Поэтому прибор тестировался на пациентах, потерявших подвижность руки полгода назад.

Участникам было предложено использовать устройство как минимум пять дней в неделю, по 10 минут до двух часов в день. Тринадцать пациентов начали терапию, но трое из них выбыли из-за проблем, не связанных со здоровьем, плохого прилегания устройства к кисти или невозможности выполнения условий тренировок. Десять пациентов завершили исследование.

Добровольцы прошли стандартное тестирование двигательных способностей в начале исследования и каждые две недели на его протяжении (3 месяца). Тест измерял их способность хватать и удерживать предмет своими руками, и делать большие движения руками. Среди прочего, участникам было предложено взять блок и поместите его на вершине башни, надеть трубку на более узкую трубку, и поднести руку ко рту.

После 12 недель использования устройства, у десяти пациентов индекс двигательных способностей увеличился в среднем на 6,2 балла по 57-балльной шкале. То есть, тренировка с интерфейсом «мозг-компьютер» помогала людям улучшать возможности самостоятельного движения парализованной рукой.

«Увеличение на шесть очков представляет из себя значимое улучшение качества жизни, — отмечает Эрик Лейтхард, один из соавторов исследования. — Для некоторых людей, это представляет собой разницу между тем, чтобы не суметь надеть штаны и самим в состоянии сделать так».

Текст: Алексей Паевский

“Contralesional Brain-Computer Interface Control of a Powered Exoskeleton for Motor Recovery in Chronic Stroke Survivors” by David T. Bundy, Lauren Souders, Kelly Baranyai, Laura Leonard, Gerwin Schalk, Robert Coker, Daniel W. Moran, Thy Huskey and Eric C. Leuthardt in Stroke. Published online May 26 2017 doi:10.1161/STROKEAHA.116.016304

stroke

Читайте материалы нашего сайта в FacebookВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *