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

Дифференциальная диагностика псориатического артрита: как отличить его от других видов артрита, если патология не имеет кожных проявлений

Актуальное

Первоначально псориатрический артрит рассматривался как вариант ревматоидного артрита, но впоследствии был выделен в качестве самостоятельной нозологии. В настоящее время вопрос о дифференциальной диагностике ПА не теряет актуальности.

Читать статью

Коморбидные состояния при заболеваниях печени

Актуальное

Некоторые коморбидные заболевания не очевидны, однако их нельзя исключать при ведении пациентов. Это касается и больных с различными хроническими заболеваниями печени. Основные связи и их особенности показываем на инфографике.

Читать статью

Главные медицинские открытия 2021 года

Актуальное

Ежегодно ученые совершают десятки открытий в области физиологии и медицины. 2021-й не стал исключением. О важных достижениях — в этом материале.

Читать статью

ЭКО при миоме матки. Это реально?

Ликбез

Экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО) — один из самых перспективных методов для терапии бесплодия, благодаря которому на свет появилось уже несколько миллионов детей.

Читать статью

Гиперчувствительный пневмонит: клиническая картина и современный взгляд на терапию

Актуальное

Гиперчувствительный пневмонит — одно из наиболее распространенных интерстициальных заболеваний легких. Разбираемся с современными концепциями патогенеза, которые имеют решающее значение для диагностики и терапии.

Читать статью

Лейкозы и маски, под которыми они могут протекать

Актуальное

Лейкозы — это тяжелые гематологические заболевания, которые могут возникать у людей различных возрастов.

Читать статью

Алгоритмы диагностики и лечения боли в спине. Практические рекомендации от д.м.н., профессора Кукушкина М.Л.

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?

Читать статью

Компьютерное моделирование — возможный «золотой стандарт» медицинских исследований будущего?

Ликбез

До недавних пор, рандомизированное закрытое плацебо-контролируемое исследование было приоритетным в медицине. Возможно ли заменить его чем-то более эффективным и менее затратным?

Читать статью

6 примеров того, как 3D-печать используют в травматологии и хирургии

Актуальное

За последние 10 лет 3D-печать все сильнее входит в обиход разных профессий. И медицина тут — не исключение.

Читать статью

Викторина: болезни знаменитых людей!

Ликбез

В этой викторине вам предстоит угадать заболевание по описанию и выдающимся личностям, у которых она была диагностирована. Некоторые патологии широко известны, а некоторые - редки и мало изучены. Угадаете их все? Проверьте себя!

Читать статью

Доступное лечение актуально как никогда

Актуальное

Комбилипен — самый продаваемый в России инъекционный нейротропный витамин. Недавно на рынок была выпущена усовершенствованная форма препарата, которая обещает сделать комплексную терапию неврологических заболеваний более доступной.

Читать статью

Аллерген-специфическая иммунотерапия: показания и препятствия для назначения

Актуальное

Аллерген-специфическая иммунотерапия (АСИТ) — единственный метод лечения аллергии, который не только облегчает симптомы, но и сохраняет толерантность к аллергенам после курса лечения. Рассказываем, когда можно рекомендовать АСИТ.

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