Интерфейс «мозг-компьютер» помог справиться с последствиями инсульта

Учёные из Австралии улучшили методику терапии последствий инсульта при помощи интерфейса «мозг-компьютер». Они протестировали нейрокомпьютерный интерфейс и после девяти недель пронаблюдали улучшения потерянных функций у пациентов на 36 процентов. Статья с подробностями эксперимента опубликована в журнале Royal Society Open Science.

Илл.: из обсуждаемой статьи


Инсультом называют острое нарушение кровообращения, последствием которого может стать частичная потеря моторных функций конечностей – парез, или полностью одной стороны тела – гемипарез. Для устранения таких видов нарушений применяют методы физиотерапии, что даёт пациентам возможность восстановить подвижность с эффективностью в 70 процентов. Современные технологии, в частности интерфейсы мозг-компьютер, способны помочь физиотерапевтам повысить эффективность лечения даже после самых серьёзных поражений.

Одно из подобных приспособлений ЭЭГ-нейроинтерфейс. Он преобразует мысленное движение руки добровольца в электрический сигнал, который после этого превращается в сенсорный посредством компьютера и подходит к электродам, расположенным на пораженной конечности. Считывание информации о движении мышц происходит за счёт электромиографии, а обратную связь обеспечивают площадки под ладонями: они дают пациенту возможность почувствовать и увидеть результат работы интерфейса – движение конечности.

Основа правильной работы интерфейса такого типа, по мнению учёных – время, которое необходимо компьютеру для обработки сигнала от ЭЭГ и направления его в виде сенсорных импульсов к мышцам. Более ранние испытания показывали, что технология эффективно работает в интервале от 200 до 300 миллисекунд. В своём эксперименте исследователи уменьшили интервал от 0 до 100 и решили проверить, будет ли нейроинтерфейс показывать более эффективный результат.

Для этого потребовалось девять недель, в течение которых авторы тестировали технологию с заданными параметрами на добровольце – пациенте, шесть месяцев назад пережившем инсульт. Учёные провели 10 сеансов связи мозга добровольца с ЭЭГ-нейроинтерфейсом по 30 минут. Мужчину «подключали» к интерфейсу и предлагали представлять движения своей поражённой руки. Далее сигнал в течение случайно распределённых секунд – 16, 24, 28 и 96 шёл к повреждённым мышцам.

Чтобы измерить эффект такой терапии, учёные использовали разработанный для изучения качества реабилитации людей после инсульта тест – ARAT (action research arm test). С его помощью авторы измерили изменения в работоспособности конечности и выяснили, что тренировки с нейроинтерфейсом подняли уровень моторных функций на 36 процентов.

Таким образом, уменьшение времени возврата сенсорного сигнала способно улучшить работу нейроинтерфейсов в терапии последствий инсульта. Для того, чтобы дать наиболее точную оценку ЭЭГ-нейроинтерфейсу в борьбе с парезами и гемипарезами, исследователям необходимо провести эксперимент на большем количестве пациентов. Если после них предположения авторов подтвердятся окончательно, то технология войдёт в число других нейрокомпьютерных интерфейсов, которые сейчас помогают пациентам в восстановлении нейрофизиологических функций после различных поражений.

Текст: Екатерина Заикина

Investigating the impact of feedback update interval on the efficacy of restorative brain–computer interfaces by Sam Darvishi, Michael C. Ridding, Brenton  Hordacre, Derek Abbott, Mathias Baumert. Published August 2017.

DOI: 10.1098/rsos.170660

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 *