Планшеты и другие мобильные вычислительные устройства являются частью повседневной жизни, но их использование может быть затруднено для людей с параличом.
Приобретая новые способности
Новые исследования консорциума BrainGate показывают, что нейрокомпьютерный интерфейс (BCI) может позволить людям с параличом напрямую работать с планшетом, просто думая о перемещении курсора и щелчках.
Материалы и методы обследования
В исследовании, опубликованном в PLOS ONE, три участника клинических испытаний с тетраплегией использовали нейрокомпьютерный интерфейс BrainGate BCI, который регистрирует нейронную активность непосредственно от небольшого датчика, помещенного в моторную кору.
Технология BrainGate BCI включает в себя имплантат размером с таблетку аспирина, который обнаруживает сигналы, связанные с предполагаемыми движениями, производимыми в моторной коре головного мозга. Затем эти сигналы декодируются и направляются на внешние устройства.
У двух из участников этого последнего исследования были слабость или потеря движений руками и ногами вследствие амиотрофического бокового склероза (БАС), прогрессирующей болезни, поражающей нервы в мозге и позвоночнике, которые контролируют движение. Третий участник был парализован после травмы спинного мозга. Все они были зачислены в клиническое испытание, направленное на оценку безопасности и осуществимости нейрокомпьютерного интерфейса BrainGate.
Для этого исследования нейронные сигналы от BCI BrainGate были направлены на интерфейс Bluetooth, настроенный на работу как беспроводная мышь. Затем виртуальную мышь соединяли с немодифицированным планшетом Google Nexus 9. Участникам было предложено выполнить набор задач, предназначенных для того, чтобы увидеть, насколько хорошо они могут использовать различные широко используемые приложения и переходить от приложения к приложению. Участники просмотрели музыкальные подборки в потоковой службе, искали видео на YouTube, прокручивали агрегатор новостей и составляли электронные письма и чаты.
Результаты научной работы
Они смогли пользоваться планшетными программами, включая электронную почту, чат, музыку, потоковое видео и приложения для обмена видео. Участники обменялись информацией с семьей, друзьями, членами исследовательской группы и другими участниками. Они занимались серфингом в Интернете, проверяли погоду и делали покупки в Интернете. Один участник, музыкант, сыграл фрагмент «Оды радости» Бетховена на цифровом интерфейсе пианино.
«В течение многих лет сотрудничество BrainGate работает над разработкой ноу-хау нейронауки и нейроинженерии, чтобы позволить людям, потерявшим моторные способности, управлять внешними устройствами, просто думая о движении своей руки», — сказал Джейми Хендерсон (Jaimie Henderson), автор исследования и нейрохирург Стэнфордского университета (Stanford University).
«В этом исследовании мы использовали это ноу-хау, чтобы восстановить способность людей контролировать те же самые повседневные технологии, которые они использовали до наступления их болезней. Было радостно видеть, как участники выражают себя или просто находят песню, которую они хотят слышать».
Исследователи BrainGate, использующие аналогичные технологии, показали, что устройство может позволить людям перемещать роботизированные руки или восстанавливать контроль над своими конечностями, несмотря на то, что они потеряли моторные способности от болезни или травмы.
Исследование показало, что участники могли составлять до 22 выборок «точка-и-клик» в минуту при использовании различных приложений. В текстовых приложениях участники могли вводить до 30 эффективных символов в минуту, используя стандартные электронные и текстовые интерфейсы.
Участники сообщили о том, что интерфейс интуитивно понятен и интересен для использования.
Один участник сказал: «Это казалось более естественным, чем времена, когда я использовал мышь». Другой участник сообщил, что имеет «больше контроля над этим, чем то, что я обычно использую».
Исследователи с удовольствием увидели, как быстро участники использовали интерфейс планшета для изучения своих увлечений и интересов.
«Было здорово видеть, как наши участники проделывают задачи, которые мы просили их выполнить, но самая приятная и интересная часть исследования заключалась в том, что они просто делали то, что хотели, — используя приложения, которые им нравятся, для покупок, просмотра видео или просто общения с друзьями», — сказал автор исследования Пол Нуюцюкиан (Paul Nuyujukian), биоинженер в Стэнфорде. «Один из участников сказал нам в начале исследования, что одна из вещей, которые она действительно хотела сделать, — это снова играть на музыкальном инструменте. Поэтому увидеть ее игру на цифровой клавиатуре было фантастическим».
«Вспомогательные технологии, которые доступны сегодня, в то время как они важны и полезны, по своей сути ограничены с точки зрения скорости их использования или гибкости интерфейса», — сказал Кришна Шеной (Krishna Shenoy), соавтор исследования.
«Это не только способствовало бы более активному взаимодействию со своей семьей и друзьями, но и могло бы стать каналом для более подробного описания текущих проблем со здоровьем у лиц, осуществляющих уход».
«Когда я вижу кого-то в отделении интенсивной терапии, у которого был острый инсульт, и он потерял способность двигаться или общаться, я хотел бы сказать: «Мне очень жаль, что это произошло, но мы может восстановить вашу способность использовать технологии, которые вы использовали до того, как это произошло, и вы сможете использовать их снова», — сказал Кришна Шеной.
Авторы другого исследования выяснили, что ртуть в рыбе и морепродуктах может вызвать БАС.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
