При травмах спинного мозга пациенты часто утрачивают движения в руках или ногах. В большинстве случаев, нервы в конечностях не повреждены и мозг функционирует нормально. Утрата движений в конечностях связана с тем, что при повреждении спинного мозга происходит нарушение передачи сигналов от мозга к телу.
Ученые активно изучают возможность восстановить связь конечностей с мозгом, не восстанавливая сам спинной мозг. В исследовании, которое провели ученые из университетов Италии и Швейцарии, изучалась возможность использования для этих целей ЭЭГ. Ученые акцентировали внимание на способности ЭЭГ фиксировать импульсы мозга, связанные с движением, что может потенциально помочь в восстановлении связи мозга с телом.
Результаты исследования были опубликованы в журнале APL Bioengineering.
При попытке человека двигать парализованной конечностью мозг генерирует электрические импульсы, связанные с этим движением. Если появится возможность фиксировать и интерпретировать эти сигналы, то это позволит стимулировать нервы в спинном мозге, которые отвечают за движение в этой конечности.
В ранее проведенных исследованиях изучалась возможность обойти зону повреждения спинного мозга посредством анализа электрической активности мозга с помощью электродов, имплантированных непосредственно в мозг. Но имплантация в мозг связана с определенными рисками и ученые решили выяснить, насколько эффективно проводить анализ с помощью неинвазивного метода, такого как ЭЭГ.
Но расшифровка ЭЭГ для улавливания попыток движения представляет собой сложную задачу, так как электроды ЭЭГ находятся на поверхности головы и фиксация сигналов из глубоких отделов мозга достаточно затруднительна.
Тем не менее, фиксация сигналов для попыток движений руками и кистями менее проблематична, чем выявление сигналов ответственных за движения ног, так как центры управления находятся ближе к центру мозга.
Ученые анализировали данные ЭЭГ с помощью алгоритма машинного обучения, разработанного для работы со сложными и небольшими наборами данных. Во ходе исследования пациентам надевали шлемы ЭЭГ и проводили запись сигналов при попытках выполнить простые движения. Результаты активности анализировались алгоритмом ИИ.
Оказалось, что система хорошо фиксировала моменты попыток движениям и неподвижные состояния, но не могла точно определять разные попытки.
Ученые планируют улучшить алгоритм, чтобы он мог определять, какие конкретные движения планируются человеком, что позволит в будущем помочь парализованным пациентам двигаться.
