В предварительном исследовании концепции, проведенном биомедицинским инженером UCI Зораном Ненадичем и неврологом Ан До, человек с полным параличом обеих ног из-за травмы спинного мозга впервые смог предпринять шаги, не полагаясь на это. на роботизированных конечностях с ручным управлением.Мужчина-участник, чьи ноги были парализованы в течение пяти лет, прошел 12-футовый курс, используя систему на основе электроэнцефалограммы, которая позволяет мозгу обходить спинной мозг и отправлять сообщения ногам.
Он принимает электрические сигналы из мозга субъекта, обрабатывает их с помощью компьютерного алгоритма и отправляет их на электроды, расположенные вокруг колен, которые запускают движение в мышцах ног.Результаты исследования опубликованы в журнале NeuroEngineering с открытым доступом. Реабилитация.«Даже после нескольких лет паралича мозг все еще может генерировать устойчивые мозговые волны, которые можно использовать для базовой ходьбы», — сказал Ненадич, доцент кафедры биомедицинской инженерии. «Мы показали, что вы можете восстановить интуитивную управляемую мозгом ходьбу после полного повреждения спинного мозга.
Эта неинвазивная система стимуляции мышц ног является многообещающим методом и является усовершенствованием наших нынешних систем, управляемых мозгом, которые используют виртуальную реальность или роботизированный экзоскелет. . "Участнику исследования потребовались месяцы умственных тренировок для восстановления способности мозга к ходьбе и физиотерапия, чтобы достичь стадии, когда он сможет делать шаги. Его сначала попросили подумать о том, как двигать ногами, надев колпачок ЭЭГ для считывания мозговых волн. Созданные при этом мозговые волны обрабатывались с помощью компьютерного алгоритма, который разработал Ненадич, чтобы выделить те, которые связаны с движением ног.
Позже субъект был обучен управлять аватаром в среде виртуальной реальности, которая проверяла конкретные сигналы мозговых волн, производимые алгоритмом.Этот тренировочный процесс привел к созданию индивидуальной системы, сказал Ненадич, так что, когда участник пытался инициировать движение ноги, компьютерный алгоритм мог преобразовывать мозговые волны в сигналы, которые могли стимулировать мышцы его ног.Чтобы справиться с этой задачей, субъекту потребовалась обширная физиотерапия для восстановления и укрепления мышц ног. Затем, надев колпачок для ЭЭГ, он практиковал ходьбу, подвешенный на 5 сантиметров над полом, так что он мог свободно двигать ногами, не опираясь на себя.
Наконец, он перевел эти навыки на землю, надев систему поддержки веса тела и сделав паузу, чтобы не упасть.Поскольку это экспериментальное исследование включало одного пациента, сказал До, необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, можно ли повторить результаты в большей популяции людей с параплегией.
«Как только мы подтвердим пригодность этой неинвазивной системы, мы сможем изучить инвазивные средства, такие как имплантаты мозга», — сказал До, доцент клинической неврологии. «Мы надеемся, что имплант может обеспечить еще больший уровень контроля протеза, потому что мозговые волны записываются с более высоким качеством. Кроме того, такой имплант может передавать ощущения обратно в мозг, позволяя пользователю чувствовать свои ноги».
Видео доступно по адресу http://www.youtube.com/watch?v=RBAeR-Z0EHg.