Нейроинтерфейсы – возможная перспектива для неврологических больных?

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

Правда ли, что физические нагрузки помогают при боли в спине? Данные исследований

Будни врача

60-80% взрослых обращаются с жалобами на боли в спине. Мы проанализировали несколько десятков исследований, чтобы понять, правда ли упражнения помогают в лечении хронической боли в спине и какой вид нагрузок работает лучше всего.

Читать статью

5 приложений для мобильного телефона, которые помогут врачу в работе

Будни врача

Мы порылись в Google Play и Apple Store, чтобы найти полезные приложения для медиков. Получилась подборка из 5 программ

Читать статью

Российские ученые создали биомикророботов для диагностики и лечения опухолей

Актуальное

Такое открытие совершили ученые из НИТУ «МИСиС» и РНИМУ им. Пирогова.

Читать статью

Лишний вес способствует нарушению когнитивных функций

Актуальное

Исследование показало, что ожирение повышает уязвимость нервной ткани, приводя к нарушению когнитивных функций.

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

7 основных жалоб, с которыми пациенты приходят к неврологам

Будни врача

Спектр заболеваний, с которыми сталкиваются неврологи, широк. При этом изначально жалобы пациентов достаточно схожи.

Читать статью

Боль в шее — как поставить правильный диагноз?

Ликбез

Разбираемся, как можно по характеру боли дифференцировать различные заболевания шейного отдела.

Читать статью

Как виртуальная реальность помогает пациентам и врачам?

Актуальное

Эта технология уже используется, чтобы обучать студентов и улучшать качество нахождения пациентов в стационаре. Вот для чего еще применяют виртуальную реальность:

Читать статью

Люмбалгия, люмбаго и люмбоишиалгия. Их отличия в отечественных источниках, зарубежных публикациях и МКБ-10

Ликбез

Эти понятия часто встречаются в литературе для неврологов, терапевтов и травматологов-ортопедов. И часто значение им придается разное.

Читать статью

reSET — первое приложение для телефона, рекомендованное FDA для лечения наркомании и алкоголизма

Актуальное

reSET — программа, которая помогает избавиться от зависимости с помощью когнитивно-поведенческой терапии.

Читать статью

Цифровая помощь в составлении плана обследования

Актуальное

Введите предварительный диагноз и получите готовый план обследования за 15 секунд. Будущее уже настало- цифровые помощники врача внедрены в практику.

Читать статью

Постменопаузальный остеопороз: основные направления в терапии

Ликбез

Остеопороз – потеря плотности и массы костной ткани, вызывающая повышенный риск переломов.

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