Нейроинтерфейсы – возможная перспектива для неврологических больных?

  • Все специальности
Нейроинтерфейсы были разработаны для создания связей между нервной системой и внешним миром путем стимуляции или записи нейронной активности. Сегодня они используются для оказания помощи людям с сенсорными, моторными и другими неврологическими нарушениями. Нейроинтерфейсы, которые записывают нейронные сигналы для расшифровки намерений движения, развиваются в полноценные системы для помощи парализованным людям. Этот обзор посвящен различным нейроинтерфейсам и их перспективам в помощи неврологическим пациентам.

Как устроены нейроинтерфейсы

Как устроены нейроинтерфейсы

Существует два типа мозговых интерфейсов: инвазивные и неинвазивные. Инвазивные требуют установки нейроимплантов в определенные участки мозга. Неинвазивные представляют собой оборудование, которое можно снять и надеть. Чаще всего нейроинтерфейсы регистрируют нейронную активность при помощи ЭЭГ. Как правило, при неинвазивной записи используются движения частей тела, обширно представленных в сенсомоторной коре (и, следовательно, вызывающих более заметное изменение сигнала во время движения).

Суть работы нейроинтерфейсов заключается в обнаружении и оценке сигналов мозга, указывающих на намерения пользователя, и дальнейшем их переводе в режиме реального времени в команды устройства. Таким образом, система нейроинтерфейсов состоит из следующих компонентов:
 
  • прием сигнала
  • извлечение признака
  • перевод признака
  • вывод на устройства.
Эти компоненты управляются операционным протоколом, который определяет начало и время работы, детали обработки сигналов, характер команд устройства и контролирует производительность. Эффективный операционный протокол позволяет системе нейроинтерфейса быть гибкой и удовлетворить конкретные потребности каждого пользователя.

Область применения

Область применения

Сегодня наиболее успешно применяются стимулирующие нейроинтерфейсы. К ним относится кохлеарный имплантат для восстановления слуха у слабослышащих и глубокий стимулятор мозга для облегчения симптомов болезни Паркинсона и дистонии. Другие нейроинтерфейсы записывают электрические потенциалы мозга для считывания текущей нейронной активности. Чаще всего это считывание используется для предсказания когнитивных намерений, двигательных планов или действий организма, для замены утраченной связи с внешним миром. Эта информация также может помочь в диагностике заболевания, травмы или быть использована для коррекции терапии.

Ряд неврологических расстройств отключает мозговую двигательную систему от мышц и приводит к различным степеням паралича. При этом у человека сохраняется способность планировать и воображать движения. К таким состояниям относится травма (например, травма спинного мозга), инсульты, которые прерывают нисходящие двигательные пути. Наиболее разрушительным является инсульт моста, который может вызвать синдром “запертого человека”. Также к таким заболеваниям относят дегенеративные расстройства. Например, боковой амиотрофический склероз (болезнь Лу Герига), при котором происходит постепенное умирание альфа-моторных нейронов (и, вероятно, церебральных нейронов). Церебральный паралич, мышечная дистрофия и ампутация конечностей также могут привести к неспособности выполнять произвольные действия. В каждом из указанных случаев мышечный контроль со стороны мозга теряется, в то время как мозговые механизмы, генерирующие намерения движения, могут оставаться относительно неповрежденными.

Нейроинтерфейсы могут напрямую передавать двигательные команды от мозга к вспомогательным средствам для восстановления контроля и независимости у людей с параличом. Примерами вспомогательных средств могут быть любые устройства: простой переключатель, компьютерный курсор, робот или протез. Нейронные сигналы также могут быть использованы для восстановления связи мозга с мышцами посредством функциональной электрической стимуляции (ФЭС). С помощью источника нейронных команд система ФЭС может позволить намерениям движения снова производить движения рук.

Вам может быть интересно

Хлопок или синтетика? И изменится ли форма в будущем? Как выбрать медицинский халат

Ликбез

Халат для врача — такой же инструмент, как стетоскоп или градусник.

Читать статью

Как цервикогенная головная боль связана с нарушениями в шейном отделе позвоночника?

Актуальное

Иногда причину головной боли нужно искать в шейном отделе позвоночника. Разобрались, как диагностировать и лечить такие состояния.

Читать статью

Банки, кинезиотейпы, пиявки от боли в спине. Правда ли они работают?

Ликбез

Мы проанализировали исследования и выяснили, какие из альтернативных методов работают, а о каких стоит забыть.

Читать статью

Алгоритмы диагностики и лечения боли в спине

Актуальное

Боль в спине с иррадиацией в нижние конечности -один из наиболее сложных в диагностическом плане симптомов. Как провести дифференциальную диагностику скелетно-мышечной и нейропатической боли? Практические рекомендации от д.м.н., профессора Кукушкина М.Л.

Читать статью

Эффективность Актитропила при ишемическом инсульте различной тяжести

Актуальное

Инсульт – острое нарушение мозгового кровообращения – в настоящее время является причиной смерти и инвалидности не только большого числа пожилых людей, но и тех, кому еще не исполнилось 50 лет.

Читать статью

Ребенок с тиком – обзор коморбидных состояний

Актуальное

В чем различие между тиками и стереотипным двигательным расстройством у детей? Какие состояния часто сочетаются с ними? Результаты анализа, представленного на встрече Международной ассоциации детских неврологов 2020 г.

Читать статью

Что представляет собой концепция персонализированной медицины?

Актуальное

Универсальный подход в медицине основан на средних показателях, однако сегодня врачи и ученые все больше говорят о концепции персонализированной медицины. В этом видео рассказываем, о чем идет речь.

Читать статью

Искусственный интеллект создает лекарства. 5 препаратов, сделанных машиной

Ликбез

ИИ активно используют для разработки лекарств и поиска новых соединений. Многие из препаратов, созданных искусственным интеллектом, уже прошли фазу клинических испытаний и вышли на рынок.

Читать статью

Функция кишечной микрофлоры у детей

Актуальное

Все больше данных о роли кишечной микрофлоры в развитии иммунной и нервной систем у детей. В этом тексте обсуждаем основные выводы, к которым пришли ученые.

Читать статью

Сердце свиньи успешно пересажено человеку

Актуальное

7 января в Мэриленде врачи впервые пересадили генетически модифицированное сердце свиньи человеку. Операция вызвала бурную дискуссию в медицинском сообществе.

Читать статью

Правила убеждения

Актуальное

От взаимодействия врача с пациентом зависит понимание последним собственного состояния и плана лечения, приверженность к терапии и доверие к лечащему врачу. Делимся лайфхаками.

Читать статью

Атопический дерматит: обзор существующих и перспективных методов терапии

Актуальное

Атопический дерматит — хроническое воспалительное заболевание кожи со сложной патофизиологией. Лечить его непросто, но наука не стоит на месте.

Читать статью

Комментарии: 0

или

чтобы оставить комментарий.

Мы собираем и обрабатываем пользовательские данные, в том числе файлы cookies для оптимизации сайта и подбора для Вас релевантного контента. Нажав «Принять» или оставаясь на сайте, Вы разрешаете их использование. Подробнее: Политика конфиденциальности.

Принять