W klinikach rehabilitacyjnych możliwa nowa rola interfejsów mózg-komputer

Ośmiu paraplegików, którzy używali swoich myśli do obsługi zrobotyzowanego egzoszkieletu, odzyskało częściowe czucie i kontrolę nad nogami, zgodnie z badaniem, które wskazuje na możliwy nowy rodzaj terapii rehabilitacyjnej.

Badanie, opublikowane dzisiaj w Raporty naukowe , jest kontynuacją szeroko nagłośnionego spektaklu podczas Mistrzostw Świata 2014 w Brazylii, w którym sparaliżowany pacjent został pokazany w telewizji, używając sterowanego mózgiem robota egzoszkieletu do kopania piłki nożnej.

Projekt Walk Again, jak wiadomo, jest prowadzony przez Miguela Nicolelisa, urodzonego w Brazylii neurobiologa i wieloletniego profesora na Duke University, którego prowokacyjna praca z interfejsami mózg-komputer wywołała fanfary i sceptycyzm.

Pacjent porusza się za pomocą sterowanego mózgiem robota egzoszkieletu.

Ośmiu pacjentów, z których wszyscy doznali całkowitego uszkodzenia rdzenia kręgowego, co oznaczało, że byli sparaliżowani i nie odczuwali czucia poniżej uszkodzenia, trenowało dwa razy w tygodniu przez rok przy użyciu interfejsu mózg-komputer do kontrolowania awatara widzianego przez gogle wirtualnej rzeczywistości lub uprząż robota.

Istnieje coraz więcej dowodów na to, że takie biologiczne sprzężenie zwrotne — jak obserwowanie kontrolowanego awatara — może pomóc ludziom wyzdrowieć po urazach, w tym po udarach. Podejście, do którego zmierzają, polega na wzmocnieniu sygnałów neurologicznych w celu wywołania plastyczności, uzdrowienia mózgu, mówi Bolu Ajiboye, badacz interfejsu mózg-komputer z Case Western University.

Podczas badania pacjenci nosili czepki rejestrujące ich fale mózgowe lub sygnały EEG, których używali do kierowania ruchami postaci ludzkiej wyświetlanej na zestawie słuchawkowym Oculus Rift. Następnie pacjenci przeszli do operowania robotem egzoszkielet, który poruszał nogami, pomagając im wstać lub chodzić na bieżni.

Nicolelis mówi, że po szkoleniu pacjenci po raz pierwszy od lat mogli dobrowolnie poruszać nogami, chociaż nieznacznie. Odzyskali także pewne czucie w kończynach dolnych. Pod koniec badania połowa pacjentów została przeniesiona z diagnozy klinicznej całkowitego uszkodzenia rdzenia kręgowego do niecałkowitej paraplegii. W rozmowie telefonicznej z dziennikarzami Nicolelis nazwała wyniki pierwszym badaniem z wykorzystaniem długoterminowego interfejsu mózg-maszyna, który donosi o jakimś częściowym wyzdrowieniu.

Pacjent uczy się kontrolować awatara w wirtualnej rzeczywistości za pomocą fal mózgowych.

Nie wiadomo dokładnie, dlaczego takie techniki mogą pomóc. Jedna z teorii głosi, że gdy ludzie podejmują powtarzające się wysiłki, aby świadomie zmienić swój sygnał EEG, może to pomóc w przywróceniu połączeń z pozostałymi włóknami nerwowymi poniżej obszaru urazu. Mogliśmy ponownie rozpalić pozostałe nerwy, aby móc wysyłać wiadomości z mózgu pacjentów na obrzeża, mówi Nicolelis.

Jose Contreras-Vidal, inżynier z University of Houston, który również bada wykorzystanie interfejsów mózg-maszyna do zasilania egzoszkieletów, powiedział, że z badania Nicolelis nie wynika, która z sześciu różnych technik treningowych mogła spowodować poprawę. Oznacza to, że technika ta nie może być natychmiast zastosowana przez ośrodki rehabilitacyjne, dopóki nie zostanie lepiej zrozumiana.

Naprawdę trudno jest powiązać poszczególne składniki z korzyściami, powiedział Contreras-Vidal. Teraz musimy usiąść i oddzielić te efekty.

ukryć