В США начали испытывать устройство "Ipsihand", помогающее пациентам после инсульта управлять парализованными руками. До этого ученые провели исследование по работе аппарата.
Об этом сообщает Phys.org.
Исследование опубликовано 26 мая в журнале Stroke.
Согласно результатам нового исследования, проведенного в Школе медицины Университета Вашингтона в Сент-Луисе (США), пациенты с инсультом, которые научились использовать свое сознание, чтобы открыть и закрыть устройство, установленное на их парализованных руках, получили некоторый контроль над своими руками. В этом им также помогло устройство, надеваемое на голову и руку, которая не функционирует надлежащим образом после травмы.
Исследователи сказали, что, мысленно контролируя устройство с помощью интерфейса «мозг-компьютер», участники исследования тренировали неповрежденные части их мозга, чтобы взять на себя функции, ранее выполнявшиеся участками мозга, который сейчас повреждены.
«Мы показали, что интерфейс «мозг-компьютер», использующий неповрежденное полушарие, может достичь значимого восстановления у пациентов с хроническим инсультом», — сказал Эрик Лейртардт, профессор нейрохирургии, нейробиологии, биомедицинской инженерии, биомедицинского машиностроения и прикладной науки.
По его словам и по мнению других специалистов, инсульт является основной причиной приобретенной инвалидности среди взрослых. Ежегодно около 700 тыс. человек в Соединенных Штатах становятся жертвами инсульта, а около 7 миллионов живут с последствиями этого.
В первые недели после инсульта люди быстро восстанавливают некоторые способности, но их прогресс обычно затормаживается примерно через три месяца после обнаружения заболевания.
«Мы решили испытать устройство у пациентов, у которых в прошлом был первый инсульт в течение шести месяцев или более», — сказал адъюнкт-профессор неврологии Школы медицины и директор программ Центра реабилитации инсульта в реабилитационном институте Сент-Луиса.
Дэвид Банди, кандидат наук, первый автор исследования и бывший аспирант в лаборатории Лейтхардта, выяснил, в рамках какого алгоритма мозг контролирует движение конечностей. Так, области мозга, контролирующие движение, находятся на противоположной стороне тела от конечностей, которыми они управляют.
Ученые выяснили, что определенные электрические сигналы, указывающие на планирование движения, сначала появляются в области, отвечающей за движение тела, на левой стороне мозга. В течение миллисекунд правосторонние участки мозга также становятся активными, и намерение движения преобразуется в фактическое сжатие мышц руки.
Обычно человек, чьи левая рука и рука парализованы, перенес повреждения областей мозга с правой стороны. Но левая часть мозга человека часто не повреждена, что означает, что многие пациенты с инсультом могут генерировать в этой части мозга электрический сигнал, который указывает на намерение двигаться.
«Идея состоит в том, что если вы можете связать эти сигналы для движения, которые нужны для перемещения односторонней конечности, с действительными движениями руки, в вашем мозгу будут созданы новые соединения, которые позволят неповрежденным областям вашего мозга взять на себя управление парализованной рукой», — сказал Лейтардт.
Именно в этом случае поможет "Ipsihand", устройство, разработанное учеными Вашингтонского университета. "Ipsihand" содержит колпачок, в котором есть электроды для обнаружения электрических сигналов в мозге; устройство также содержит компьютер, который усиливает сигналы, и подвижную скобу, которая подходит для парализованной руки. Устройство обнаруживает намерение человека согнуть руку, согнуть пальцы.
«Конечно, есть гораздо больше способов использовать ваши руки, чем это, но быть способным схватить и использовать ваш большой палец это очень ценный навык, — сказал Хаски. – И просто потому, что даже с этим устройство движение вашей руки меняется, и все не так, как было раньше, эти усилия нельзя считать бесполезными. Ведь так или иначе мы все еще можем взаимодействовать с миром с ослабленной рукой».
Лейтардт сыграл ключевую роль в освещении фундаментальной науки и развитии технологии, лежащей в основе "Ipsihand". Он был соучредителем компании Neurolutions Inc., чтобы продолжить разработку "Ipsihand" и обслуживать совет директоров компании. Компания Neurolutions финансировала это исследование.
Чтобы проверить "Ipsihand", Huskey набрал пациентов после инсульта с умеренными травмами и обучил их использовать устройство дома. Участникам было рекомендовано использовать устройство не менее пяти дней в неделю в течение 10 минут до двух часов в день. Тринадцать пациентов начали терапию, но три из них проблем со здоровьем, несвязанных с инсультом, или по причине невозможности делать те или иные движения в указанные интервалы времени. Исследование завершилось у десяти пациентов.
Участники проходили стандартную оценку двигательных навыков в начале исследования и раз в две недели. Тест измерил их способность схватывать, захватывать, щипать и делать большие движения руками. Среди прочего, участников попросили подобрать блок и поместить его поверх башни, прикрепить трубку к меньшей трубке и поднести руки ко рту. После 12 недель использования устройства показатели пациентов увеличились в среднем на 6,2 балла по 57-балльной шкале.
«Увеличение на шесть баллов представляет собой значительное улучшение качества жизни. Для некоторых людей это представляет собой разницу между тем, что они не могут самостоятельно надеть свои штаны и быть в состоянии сделать это», — сказал профессор нейрохирургии Э.Лейтардт.
Каждый участник также оценил свою способность использовать пострадавшую руку и свое удовлетворение навыками. В ходе исследования значительно улучшились навыки травмированных управлять руками и ногами.