Технология свободы

Инвазивный нейроинтерфейс помог парализованным людям освоить планшет

Текст: Елизавета Ивтушок
Текст: Елизавета Ивтушок
Текст: Елизавета Ивтушок

Американские ученые разработали нейроинтерфейс, позволяющий парализованным людям пользоваться планшетом. Он передает сигнал от вживленных в моторную кору электродов к планшету через Bluetooth, управляя курсором. Участникам эксперимента удалось с помощью него посетить онлайн-магазин, пообщаться в мессенджере и воспользоваться калькулятором. Статья опубликована в PLOS One.

Полный или частичный паралич тела значительно ограничивает способности к коммуникации с внешним миром. К примеру, при боковом амиотрофическом склерозе у человека постепенно пропадают практически все функции, включая речь. Тем не менее, эффективно коммуницировать и работать такой человек все равно может — с помощью нейрокомпьютерных интерфейсов. Эти устройства, бурно развивающиеся в последние годы, позволяют считывать активность головного мозга и использовать ее для команд компьютеру.

В рамках нового проекта ученые под руководством Джейми Хендерсона (Jaimie Henderson) протестировали новый интерфейс, позволяющий парализованным пациентом пользоваться планшетом. В исследовании приняли участие три человека: мужчина и женщина с боковым амиотрофическим склерозом и полной потерей функций конечностей, а также мужчина с параличом, вызванным травмой спинного мозга. Всем троим в область моторной коры, отвечающей за движения рабочей руки, были вживлены микроэлектроды, считывающие активность головного мозга.

При параличе нарушается передача сигнала от отделов мозга, отвечающих за движение, к нейронам в конечностях. Однако сами нейроны в головном мозге работают нормально, то есть мозг парализованного человека может начать движение, производя соответствующий для него сигнал. Ученые использовали активность моторных отделов участников и декодировали их в два типа сигналов: перемещение курсора и нажатие на него.

Для движения курсора каждого участника просили попробовать двигать рукой в правую и левую сторону, как при перемещении компьютерной мышкой, а сигнал нажатия для каждого участника был индивидуальным: к примеру, для нажатия курсора один мужчина пытался сжать правую руку в кулак. Сигналы от считывающих электродов в головном мозге передавались по Bluetooth к планшету.

Схема работы интерфейса

Henderson et al. / PLOS One 2018

Новый интерфейс позволил участникам исследования овладеть гаджетом: женщина смогла сыграть на фортепиано в специальном приложении и сделать покупки в интернете, а другой пациент — включить музыку и выполнить расчеты на калькуляторе. Кроме того, у участников даже получилось пообщаться друг с другом в реальном времени в мессенджере.


Участникам удалось добиться достаточно высокой скорости при использовании планшета: в среднем 22 перемещения и нажатия курсора и 30 знаков в минуту. Участники положительно оценили использование интерфейса, но, по словам исследователей, до начала его активного использования необходимо провести больше клинических исследований.

Стоит отметить, что для реабилитации дисфункций конечностей парализованных пациентов используют и неинвазивные методы, например, электроэнцефалографию. В прошлом году за девять недель тренировок пациент с ее помощью смог на 36 процентов улучшить работу руки, парализованной вследствие инсульта.

Читайте также