Команда A * STAR провела исследования, которые могут помочь жертвам инсульта с тяжелыми формами инвалидности восстановить контроль над своими конечностями. Они показали, что стимуляция мозга электрическим током может помочь жертвам инсульта использовать интерфейсы мозг-компьютер (BCI) для взаимодействия с терапевтическими роботизированными системами.
Хотя повторяющиеся упражнения могут помочь некоторым людям, пережившим инсульт, восстановить контроль над своими двигательными функциями, не все пациенты физически способны выполнять необходимые движения. Альтернативой является «воображение движения», при котором пациенты могут попытаться восстановить нарушенные неврологические пути, воображая движения, не выполняя их физически. Исследования показали, что образ движения является эффективным методом неврологической реабилитации.
"Пациенты могут представить себе движения своих конечностей, но их мысли не могут увидеть врачи, которые хотят следить за их прогрессом," объясняет Кай Кенг Анг из Института исследований инфокоммуникаций A * STAR. "BCI позволяет нам обнаруживать мысли пациента с помощью записей электроэнцефалограммы (ЭЭГ), а затем система обратной связи перемещает конечность с помощью роботов. Это показывает пациентам, правильно ли они представили движение."
Комбинация воображения движений и обратной связи BCI может помочь мозгу восстановить поврежденные нервные пути, но не у всех пациентов. Энг и его сотрудники в сотрудничестве с исследователями из Сингапура и Австралии хотели выяснить, смогут ли пациенты лучше освоить ИМК, если их мозг сначала подвергнется транскраниальной стимуляции постоянным током (tDCS) – приложению внешнего электрического тока. к черепу.
Исследователи отобрали 19 пациентов, перенесших инсульт, с нарушением движений рук. Они случайным образом распределили 10 пациентов, которым вводили tDCS в течение 20 минут, и 9 пациентов, получавших «фиктивную tDCS», при которой ток подавался только в течение первых 30 секунд, чтобы вызвать ощущение стимуляции. Затем пациенты прошли несколько испытаний BCI, в которых их просили представить, что они двигают рукой или бездействуют.
Испытания показали, что группа, получавшая tDCS, была значительно более точной, чем группа фиктивной tDCS в генерировании требуемых сигналов воображения движения. Группа tDCS также показала более высокий показатель десинхронизации, связанной с событием, хорошо зарекомендовавшего себя нейрофизиологического наблюдения, согласно которому, когда мы двигаем одной из наших рук или представляем движение, амплитуда определенных частот ЭЭГ в противоположном полушарии мозга уменьшается.
Исследователи надеются, что tDCS вскоре можно будет объединить с существующими методами реабилитации и помочь большему количеству пациентов получить доступ к преимуществам терапии BCI. "Мы работаем над алгоритмами, чтобы улучшить обнаружение двигательных образов с помощью ЭЭГ, и проводим исследования по использованию tDCS с BCI для реабилитации нижних конечностей, такой как ходьба," говорит Анг.