Реабилитация пациентов, которые перенесли инсульт и остались парализованными, — очень сложная задача. Причем помочь им не могут даже компьютерно-мозговые интерфейсы, принцип действия которых основан на трансформации электрических потенциалов мозга в движения роботизированных конечностей.
Дело в том, что во время инсульта происходит кровоизлияние в мозг, поражающее его двигательную кору. Пораженная двигательная кора не в состоянии создавать нервные импульсы достаточной силы для управления движением роботизированных рук.
Немецкие исследователи предположили, что дополнительная стимуляция двигательной коры головного мозга поможет усилить сигнал, необходимый для движения рук. Чтобы проверить свое предположение, исследователи сконструировали роботизированное устройство, способное сгибать и разгибать пальцы помещенной в него руки в ответ на электрический импульс от головного мозга.
Затем исследователи собрали группу из 27 здоровых молодых людей в возрасте 19—32 лет, и провели с ними три эксперимента. Каждый эксперимент длился 40 минут и состоял из 15 прогонов.
В первом эксперименте молодых людей попросили поместить руку в устройство, а затем представить, будто они сжимают пальцы. Одновременно с этим молодым людям стимулировали двигательную кору головного мозга. Шевелить пальцами «живой» руки участники эксперимента не могли. По сигналу двигательной коры пальцы рук сгибало роботизированное устройство.
Условия второго эксперимента практически не отличались от первого, за одним исключением: стимуляция головного мозга происходила после того, как молодые люди представляли, что сжимают пальцы руки.
В третьем эксперименте двигательную кору молодых людей стимулировали извне. При этом сами участники эксперимента не пытались представлять, что управляют движением рук. Чтобы убедиться в том, что участники эксперимента действительно не думают о том, чтобы согнуть пальцы, их внимание отвлекали при помощи компьютерной программы, которая давала им задачки на фиксацию пальцев.
Затем ученые сравнили силу сигнала, поступавшего от двигательной коры к «роботизированным» пальцам во всех трех экспериментах. Выяснилось, что самый сильный сигнал возникал в первом эксперименте, когда стимуляция мозга совпадала с желанием человека согнуть пальцы. Самый слабый сигнал возникал в третьем эксперименте, когда внешнее устройство стимулировало движение пальцев людей без их волевого участия.
Таким образом, исследователи доказали, что дополнительная стимуляция мозга помогает усилить сигнал от двигательной коры к рукам. Ученые надеются, что полученные данные позволят сконструировать более совершенные протезы для парализованных людей.
Исследование опубликовано в Journal of Neuroscience.
Подробнее о современных возможностях интерфейсов «мозг-компьютер» читайте на «Чердаке».
