Мехіко. Рухи людського тіла викликані мозковою діяльністю центральної нервової системи (ЦНС), яка передає команди від спинного мозку до периферичних нервів, поки вони не досягнуть м’язів. Однак це спілкування може бути перерване різними обставинами, що заважає людині переходити від одного до кількох членів.

мозок-комп

Щоб відновити цю комунікацію у пацієнтів, які зазнали втрати руху в кінцівках, відділ автоматичного управління Cinvestav розробляє інтерфейс Brain-Computer Interface (BCI) (англ. Абревіатура), що дозволяє виробляти рух із роботизованих пристроїв.

"Інтерфейс працює як посередник між мозковою діяльністю, яка активується для продукування, уявлення або спроби руху, і робототехнічним пристроєм для руху", - сказав Бенджамін Домінгес Кастелазо, член дослідницької групи.

BCI дозволяє зчитувати сигнали мозку, які активуються, коли відбувається рух, і вони обробляються в комп'ютері для відправки на робототехнічний пристрій, щоб забезпечити рух кінцівок; Це може бути рука, яка допомагає рухатися, та, яка її замінює, або управління інвалідним візком, наприклад.

"Коли хтось рухає кінцівками, руками або ногами, мозок виробляє діяльність, пов'язану з цим рухом і виявлену електроенцефалографією (ЕЕГ), ці корельовані сигнали також виробляються, коли людина уявляє, що вона збирається рухати кінцівками або намагається рухатися їх перед виконанням рухів і корисний пацієнтам, які втратили рухливість через якесь захворювання ”, пояснив дослідник.

Тобто, коли пацієнти уявляють або генерують намір руху, вони виробляють корельовану мозкову активність, яка за допомогою BCI може бути використана для переміщення протеза; насправді, співробітники Національного інституту реабілітації (INR) провели успішні тести у пацієнтів з пошкодженням однієї півкулі мозку з таким розвитком.

Цей метод реабілітації є неінвазивним при роботі з ЕЕГ-касками, розміщеними на випробовуваних для вимірювання мозкової активності, ці сигнали надсилаються на комп’ютер, а звідти на робототехнічний пристрій. Оскільки пацієнт може безпосередньо керувати пристроєм природним чином, пластичність ЦНС дозволяє відновити рух у пацієнта.

У розробці BCI бере участь п'ять загальних етапів: придбання, попередня обробка, вилучення ознак, класифікація та контроль пристроїв. У першому проводиться зчитування мозкових сигналів з використанням енцефалографії, де пацієнту пропонується уявити деякі рухи; потім відбувається обробка сигналу, його фільтрація, щоб перетворити його на частоту та усунути шум (інші рухи), щоб досягти сигналу з певними характеристиками.

Характерний етап вилучення полягає у взятті представника сигналу (з алгоритмами в комп'ютері) з метою класифікації та визначення того, чи генерується рух для лівої чи правої кінцівки, і, нарешті, досягається робототехнічний пристрій управління.

У цьому дослідницькому проекті Cinvestav втручається через Департамент автоматичного управління, INR, з Джессікою Кантільо, яка працює з інтерфейсами мозок-комп'ютер для реабілітації, та іспанською компанією BitBrain Technologies, з Хав'єром Менгуесом.

Проект перебуває на стадії дослідження, але результати були багатообіцяючими в кожному закладі, і їх спільна робота може дозволити значний прогрес у реабілітаційній терапії, яка передбачає використання цього інструменту в короткостроковій перспективі.