Мексико сити. Движенията на човешкото тяло произхождат от мозъчната дейност в централната нервна система (ЦНС), която предава командите от гръбначния мозък към периферните нерви, докато достигнат до мускулите. Тази комуникация обаче може да бъде прекъсната от различни обстоятелства, като пречи на човека да се премести от един към повече от членовете си.

цифрова

За да възстанови тази комуникация при пациенти, които са претърпели загуба на движение в крайниците си, отделът за автоматично управление Cinvestav разработва интерфейс Brain-Computer или BCI (за неговия акроним на английски), който позволява да се произвеждат движения от роботизирани устройства.

„Интерфейсът работи като посредник между мозъчната дейност, която се активира, за да произвежда, представя или опитва дадено движение, и роботизирано устройство, за да произвежда движение“, каза Бенджамин Домингес Кастелазо, член на изследователския екип.

BCI позволява да се разчитат сигналите на мозъка, които се активират, когато се извърши движение и те се обработват в компютър, за да се изпратят на роботизирано устройство, за да се произведе движението на крайниците; Това може да бъде ръка, която помага на движението, такава, която го замества, или управлението на инвалидна количка, например.

„Когато някой движи крайниците, ръцете или краката си, мозъкът произвежда дейност, свързана с това движение и откриваема чрез електроенцефалография (ЕЕГ), тези корелирани сигнали се получават и когато човек си представя, че ще движи крайниците си или се опитва да се движи ги преди извършване на движение и е полезно при пациенти, които са загубили подвижност поради някакво заболяване “, обясни изследователят.

Тоест, когато пациентите си представят или генерират намерение за движение, те произвеждат корелирана мозъчна активност, която чрез BCI може да се използва за придвижване на протезата; всъщност персонал от Националния институт по рехабилитация (INR) е извършил успешни тестове при пациенти с увреждане на едно полукълбо на мозъка с това развитие.

Този метод за рехабилитация е неинвазивен чрез работа с ЕЕГ каски, поставени върху субектите за измерване на мозъчната активност, тези сигнали се изпращат към компютъра и оттам към роботизираното устройство. Тъй като пациентът може директно да контролира устройството по естествен начин, пластичността на ЦНС позволява на пациента да възстанови движението си.

Пет основни етапа са включени в разработването на BCI: придобиване, предварителна обработка, извличане на характеристики, класификация и контрол на устройството. В първата се прави четене на мозъчни сигнали, с използване на енцефалография, където пациентът е помолен да си представи някои движения; след това идва обработката на сигнала, като се филтрира, за да се трансформира в честота и да се елиминират шумовете (други движения), за да се получи сигнал с определени характеристики.

Характерният етап на извличане се състои от вземане на представителя на сигнала (с алгоритми в компютъра), за да се класифицира и да се определи дали движението се генерира за ляв или десен крайник и накрая се достига до роботизираното устройство за управление.

В този изследователски проект Cinvestav се намесва чрез Департамента за автоматично управление, INR, с Джесика Кантило, която работи с интерфейси мозък-компютър за рехабилитация, и испанската компания BitBrain Technologies, с Хавиер Мингес.

Проектът е в изследователска фаза, но резултатите са обещаващи във всяка институция и съвместната им работа може да позволи в краткосрочен план да постигне значителен напредък в рехабилитационните терапии, които включват използването на този инструмент.