Для пациентов с тетраплегией, у которых все конечности потеряли двигательную способность, главным приоритетом является восстановление самостоятельности. Как правило, тетраплегия, обусловленная неврологическими состояниями, неизлечима, но роботизированные руки и экзоскелеты могут значительно улучшить качество жизни пациента. Но проблемой остается сложность управления такими роботизированными устройствами.
Исследователи пробовали использовать голосовое управление, но вербальные сигналы плохо переводились в команды в трехмерном пространстве. Также создавали интерфейс мозг-компьютер, что требовало сложной обработки сигналов. Джойстик тоже не оправдал надежды, так как необходимо было в несколько этапов позиционировать каждый сегмент руки.
Группа ученых, во главе с профессором Дуг Вебером из Университета Карнеги-Меллона, а также коллеги из других университетов, изучили возможность использования миоэлектрических сигналов для выявления предполагаемых жестов руки у человека с тетраплегией. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Neurophysiology.
Существует множество неврологических состояний и травм, которые могут приводить к нарушению движений или параличу. В некоторых случаях, например, при инсульте, происходит поражение мозга. В других случаях, причиной паралича могут быть травмы спинного мозга, при которых происходит нарушение связи между мозгом и мышцами. Как считалось, при травмах спинного мозга сигналы никогда не достигают мышц. Ученые предположили, что парализованные мышцы все же могут иметь небольшую миоэлектрическую активность.&nbs
Ученые решили использовать рукав со 150 датчиками, которые покрывали все предплечье и, таким образом, была создана широкая сеть для выявления миоэлектрических сигналов, которые сохраняются даже в парализованных мышцах, но они недостаточно сильные для генерации движений.
Этот метод был протестирован на 32-летнем мужчине, с последствиями травмы спинного мозга. У него сохранялись некоторые движения в запястье, но пальцы не двигались. Во время тестирования ему было предложено попытаться имитировать движения в пальцах руки, например, указать пальцем и на экране компьютера отображались подсказки.
Ученые считали, что ставят перед человеком невыполнимую задачу, но, как оказалось, каждая (неудачная) попытка двигаться вызывала небольшие, но заметные всплески мышечной активности.
Таким образом, было показано, что мышцы пациента все еще были связаны с мозгом, хотя эти связи и были слабые. Сила и локализация миоэлектрических сигналов зависят от конкретного пациента и особенностей травмы.
Несмотря на то, что интерпретация сигналов является проблемой, тем не менее, наличие сигналов предполагает, что их можно использовать для управления роботизированными конечностями. В дальнейшем планируется использовать виртуальную реальность, чтобы показать пациентам, что, несмотря на отсутствие движения, их мышцы взаимодействуют с мозгом.
