Новый проект в Аалто разрабатывает передовую технологию для помощи пациентам с неврологическими заболеваниями

Новый проект Университета Аалто разрабатывает методы, которые позволят обездвиженным пациентам управлять устройствами с помощью своей мозговой активности. Проект основывается на технологии многофокусной транскраниальной магнитной стимуляции (МТМС), разработанной в Аалто, и адаптирует ее в интерфейс мозг-компьютер (ИКС), который может помочь пациентам с неврологическими заболеваниями.

Наша цель - дать пациентам возможность управлять различными инструментами силой мысли, например, представляя, как они двигают рукой. С помощью персонализированной технологии мы сможем использовать измерения мозга для определения намерения двигать рукой почти в реальном времени и применять это для двигательной реабилитации", - говорит адъюнкт-профессор Пантелис Лиумис, научный сотрудник Университета Аалто, возглавляющий новый проект. В ИБК будет сочетаться МТМС с технологией ЭЭГ компании Bittium Biosignals, партнера по исследованию.

Система ЭЭГ позволяет передавать данные в режиме реального времени, что обеспечивает сигналы мозга в качестве входных данных для системы МТМС. Затем система МТМС может стимулировать другую область мозга пациента - таким образом, что весьма примечательно, активность в одной части мозга может быть использована для стимуляции другой. Поскольку при МТМС место стимуляции изменяется электронным способом, можно быстро и точно активировать определенные области, руководствуясь показаниями ЭЭГ.

Система МТМС, разработанная в Аалто в рамках международного исследовательского проекта под руководством профессора Ристо Ильмониеми, может вызывать подергивания конечностей, стимулируя моторную кору головного мозга. Робот, управляемый алгоритмами, вместо терапевта будет стимулировать мозг, и он сможет менять место стимуляции электронным способом и автоматически в зависимости от реакции мозга. С помощью разработанной нами технологии уже можно управлять стимуляцией на основе сигналов мозга в реальном времени", - говорит Ильмониеми.

Правильное время и место

Очень важно, чтобы стимуляция нужной области мозга проводилась в нужное время и в нужном месте. Поскольку электромагнитные помехи, создаваемые ТМС, могут быть в десятки тысяч раз сильнее сигналов ЭЭГ, ТМС маскирует форму волны ЭЭГ.

Нам нужно уметь извлекать невидимую информацию ЭЭГ - в данном случае намерение пациента пошевелить рукой. Это означает, что мы должны устранить вредные помехи в режиме реального времени", - говорит Юкка Киннунен, менеджер по продажам компании Bittium Biosignals. Лиумис объясняет, что необходимо разработать алгоритмы, способные различать воображаемые движения разных конечностей. Эта часть работы выполняется в сотрудничестве с доктором Иваном Зубаревым и аспиранткой Матильдой Макконен.

Это в основном развитие математических методов".

Симо-Пекка Симонахо, менеджер по продукции, Bittium Biosignals

По словам Лиумиса, эта технология может быть использована и для лечения других заболеваний, связанных с деятельностью мозга. В будущем этот подход можно будет использовать и для лечения депрессии, когда позитивные и негативные мысли также можно рассматривать как активность мозга, - говорит он. Эта активность обычно локализуется в префронтальной коре, но у разных пациентов она разная, и BCI-TMS может быть использована для персонализированной терапии". Поскольку депрессия возникает из-за сети взаимодействий между различными участками мозга, а не из-за одного места, ее лечение также потребует дальнейшего усовершенствования МТМС для создания более сложных схем стимуляции, над чем сейчас работает исследовательская группа Лиумиса и Ильмониеми.

Для успеха этого проекта необходимо объединить навыки и знания из многих областей, включая инженерию, нейробиологию и психологию. Доктор Сабин Сатьян, исследователь, работающий над проектом, проведет год в Аалто, а затем год в компании Bittium Biosignals. Проект Brain-Computer Interface for Automated EEG-guided Brain Stimulation финансируется Финским фондом исследовательского воздействия.

https://www.news-medical.net/news/20230508/New-project-at-Aalto-develops-advanced-technology-to-help-patients-with-neurological-conditions.aspx