Інвазивний нейро-інтерфейс допоміг паралізованим людям освоїти планшет

23 ЛИСТОПАДА 2018 09:57

Американські вчені розробили нейроинтерфейс, який дозволяє паралізованим людям користуватися планшетом. Такий інтерфейс передає сигнал від імплантованих в моторну кору електродів до планшета через Bluetooth, керуючи курсором. Учасникам експерименту вдалося за допомогою цього зробити покупки, поспілкуватися в месенджері і скористатися калькулятором. Стаття опублікована в PLOS One.

Повний або частковий параліч тіла істотно обмежує можливості до комунікації із зовнішнім світом. Наприклад, при бічному аміотрофічному склерозі у людини поступово пропадають практично всі функції, включаючи мову. Проте, ефективно комунікувати і працювати така людина все одно може, для чого в останні кілька років активно розвиваються, наприклад, Нейрокомп'ютерні інтерфейси - спеціальні пристрої, які дозволяють зчитувати і використовувати активність головного мозку.

В рамках нового проекту вчені під керівництвом Джеймі Хендерсона (Jaimie Henderson) вирішили навчити паралізованих пацієнтів користуватися планшетом за допомогою спеціального нейроінтерфейсу.

У їх дослідженні взяли участь три людини: чоловік і жінка з бічним аміотрофічним склерозом і повною втратою функцій кінцівок, а також чоловік з паралічем, викликаним травмою спинного мозку. В їх області моторної кори, що відповідає за рухи робочої руки, були вживлені мікроелектроди, які зчитували активність головного мозку.

При паралічі відбувається порушення передачі сигналу від відділів мозку, що відповідають за рух, до нейронів в кінцівках, при цьому нейрони в головному мозку працюють нормально: тобто мозок паралізованої людини може почати рух, виробляючи відповідний для нього сигнал. Вчені використовували таку активність моторних відділів учасників і декодувати їх в два типи сигналів: переміщення курсору і натиснення на нього. Для руху курсора кожного учасника просили спробувати рухати рукою в праву і ліву сторону, як при переміщенні комп'ютерною мишкою, а сигнал натиснення для кожного учасника був індивідуальним: наприклад, для натискання курсора один чоловік намагався стиснути праву руку в кулак. Сигнали від зчитують електродів в головному мозку передавалися по Bluetooth до планшету.

Отриманий інтерфейс дозволив учасникам опанувати гаджети: одна учасниця змогла зіграти на фортепіано в спеціальному додатку і зробити покупки в інтернеті, а інший учасник - включити музику і виконати розрахунки на калькуляторі. Крім того, в учасників навіть вийшло спілкуватися в реальному часі в месенджері.

Учасникам вдалося домогтися досить великої швидкості при використанні планшета: в середньому 22 переміщення і натискання курсора і 30 знаків в хвилину. Учасники позитивно оцінили використання інтерфейсу, але, за словами дослідників, до початку його активного використання необхідно провести більше клінічних досліджень.

Варто зазначити, що для реабілітації дисфункцій кінцівок паралізованих пацієнтів використовують і неінвазивні методи, наприклад, електроенцефалографію.

У минулому році за допомогою нього, наприклад, вдалося на 36 відсотків поліпшити роботу паралізованою в наслідок інсульту руки у пацієнта за дев'ять тижнів тренувань.

Технології, 23.11.2018 09:57