Специалисты разработали интерфейс «мозг-компьютер», который позволил трети участников клинического испытания управлять звуковыми сигналами при помощи одних лишь мыслей.
Новая технология была представлена неврологом Яном Классеном из Колумбийского университета в Нью-Йорке вместе с коллегами. В исследовании, результаты которого опубликованы в научном журнале «Brain», участвовал 41 пациент с острой травмой головного мозга, находившийся в клинически неотзывчивом состоянии. Медицинская наука классифицирует таких больных как бессознательных, так как они лежат в постели неподвижно и не реагируют на обращения, однако часть из них сохраняет скрытое восприятие окружающего мира.
Интерфейс «мозг-компьютер» на основе стандартных электроэнцефалограмм
В отличие от существующих нейроинтерфейсов для квадриплегиков, требующих хирургической имплантации чипов в кору головного мозга, разработанный в Колумбийском университете подход использует уже имеющуюся аппаратуру. Для мониторинга тяжелых больных врачи ежедневно применяют электроэнцефалограмму. Исследователи задействовали стандартные ЭЭГ-датчики, закрепленные на голове пострадавших.
Во время процедуры пациентам через наушники воспроизводили звуковой сигнал и просили мысленно изменять его высоту, воображая движения рук — их сжатие и расслабление. Созданная учеными компьютерная программа анализировала мозговую активность в режиме реального времени. Согласно данным Die Welt, треть участников смогли управлять высотой тона всего через несколько дней после травмы и после непродолжительной тренировки.
Когнитивно-моторная диссоциация и будущие методы лечения
Подобное состояние в медицине называют когнитивно-моторной диссоциацией (CMD). Зоны мозга, отвечающие за мыслительные процессы и планирование действий, продолжают работать, однако управляющие сигналы не доходят до двигательных центров. Ранние исследования Яна Классена в 2019 году с применением искусственного интеллекта и ЭЭГ показали признаки скрытого сознания у 15 процентов пациентов с повреждениями мозга.
Пациенты с подтвержденной когнитивно-моторной диссоциацией обладают более высокими шансами на восстановление сознания. Разработчики намерены усовершенствовать систему, чтобы в перспективе тяжелобольные люди могли сообщать медицинскому персоналу и родственникам о своем самочувствии, наличии боли или чувстве голода, как отмечает Welt.
В ходе проведенной работы специалисты задействовали обычные провода ЭЭГ, которые в любом случае штатно закрепляются на голове пациента для его медицинского контроля. Пациенты демонстрировали мысленный импульс к движению конечностей, когда звучал соответствующий звуковой тон и поступала инструкция открыть или закрыть кисти рук. Зафиксированные электрические сигналы коры передавались на вычислительное устройство, которое корректировало частоту звука в зависимости от поступающих импульсов.
Проведенная работа демонстрирует значительные перспективы для дальнейшего лечения и координации ухода за больными. Ученые подчеркивают, что полученные результаты открывают прямой канал связи с внешним миром для тех категорий больных, которые ранее считались абсолютно недоступными для контакта.
Исследования показали, что многие пациенты с острой травмой головного мозга, которые кажущихся находящимися в коме, на самом деле обладают определенной степенью сознания, хотя они не могут говорить или двигать руками или глазами
Ян Классен, невролог из Колумбийского университета
По теме
