25 января 2021

Посмотрело 168

Нейроинтерфейсы – возможная перспектива для неврологических больных?

Лонгрид

25 января 2021

Посмотрело 168

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

Лейкозы и маски, под которыми они могут протекать

Актуальное

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

Читать статью

Болезнь Крона: причины, диагностика и лечение

Актуальное

Болезнь Крона занимает второе место в мире по распространенности воспалительных заболеваний кишечника.

Читать статью

Операции на расстоянии и мгновенный мониторинг здоровья: как внедрение 5G повлияет на развитие медицины

Актуальное

Беспроводная связь первого поколения дала возможность людям общаться мобильно.

Читать статью

Дело о пропущенном синдроме Гийена-Барре

Будни врача

Американка подала в суд на врача за то, что ей не были назначены анализы на синдром Гийена-Барре.

Читать статью

Диджитал-тату. Как они помогут пациентам и врачам?

Ликбез

Такая татуировка состоит из нескольких датчиков и NFC-метки, которая передает данные на телефон или компьютер. Как выглядят диджитал-татуировки и что они умеют?

Читать статью

Технологию искусственного интеллекта для выявления пневмонии у больных COVID-19 зарегистрировали как медицинское изделие

Актуальное

Разработанная в России технология искусственного интеллекта прошла процедуру регистрации в качестве медицинского изделия.

Читать статью

Как появилась неврология? Кто считается первым врачом-неврологом?

Ликбез

Неврология — медицинская специальность, которая изучает нервную систему и ее функциональные или органические нарушения.

Читать статью

Портативный УЗ-аппарат, который можно подключить к телефону. Это реально?

Актуальное

Он помещается в руке и стоит всего 2000$ в отличие от своих больших братьев за 40 000 - 80 000$. Что умеет этот компактный девайс?

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

Какие медицинские награды есть в России и за что их может получить врач?

Будни врача

Кроме отдачи от излечившихся пациентов, научных открытий, которые могут спасти миллионы жизней, ежедневной учебы и других уникальных возможностей, на своем профессиональном пути врачи могут получить почетные премии и награды.

Читать статью

Инфекционные осложнения после установки кардиостимуляторов. Новый способ лечения

Актуальное

Исследователи из Америки разработали антибактериальную оболочку для кардиостимуляторов и водителей ритма. Мы разобрались, работает ли она на самом деле.

Читать статью

Диджитал-лекарства. Зачем датчики внутри препаратов и как они помогут врачам

Актуальное

На Западе набирает обороты такой тренд: на лекарства вешают микродатчики, которые контролируют, как пациент принимает разные препараты

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