2) восстановить речь
3) в обход естественных проводящих путей и мышц управлять компьютером: набирать текст, манипулировать указателем мыши, устройствами умного дома (+)
4) восстановить двигательную функцию руки
Боковой амиотрофический склероз (БАС) характеризуется прогрессирующей дегенерацией верхних и нижних мотонейронов с развитием парезов, анартрии и утраты произвольных движений. При этом у многих пациентов длительно сохраняются сознание, когнитивные функции и способность моторной коры формировать намерение движения, хотя проведение импульса по кортикоспинальным путям и сокращение мышц становятся невозможными. Это создает основу для использования нейроинтерфейса мозг–компьютер (BCI).
BCI регистрирует активность головного мозга, чаще с помощью электроэнцефалографии, электрокортикографии или имплантируемых внутримозговых электродов. Алгоритм декодирования распознает паттерны, связанные с попыткой движения, моторным воображением или выбором команды, и преобразует их в цифровой сигнал для внешнего устройства. Таким образом, управление осуществляется в обход поврежденных периферических нервов, спинномозговых проводников и мышц: пациент может выбирать символы, перемещать курсор, набирать текст или управлять компонентами умного дома .
Технология не регенерирует мотонейроны, не восстанавливает нервно-мышечную передачу и не возвращает физиологическое движение конечности. Она также не устраняет анартрию как расстройство артикуляционного аппарата, хотя может обеспечить альтернативную коммуникацию через текст или синтезированную речь. Поэтому основным результатом применения BCI при БАС является восстановление функциональной самостоятельности в цифровой среде, а не восстановление движений руки, ноги или естественной речи.
| Компонент или подход | Механизм | Практический результат при БАС |
|---|---|---|
| Сохраненное намерение движения | Активация моторной коры возникает несмотря на выраженный парез или паралич | Может использоваться как управляющий сигнал для BCI |
| Неинвазивный BCI | Регистрация биоэлектрической активности коры с поверхности головы методом ЭЭГ | Выбор букв, команд и управление курсором без операции |
| Инвазивный BCI | Регистрация активности нейронов или корковых полей электродами, установленными в мозге или на его поверхности | Потенциально более точное и быстрое декодирование команд, но с хирургическими рисками |
| Алгоритм декодирования | Распознавание паттернов нейронной активности с помощью методов машинного обучения | Преобразование намерения пациента в дискретную команду или непрерывное движение указателя |
| Коммуникационный выход | Передача команд на экранную клавиатуру, синтезатор речи или систему альтернативной коммуникации | Набор текста и формирование сообщения при анартрии |
| Средства управления средой | Интерфейс связывается с компьютером, креслом-коляской или устройствами умного дома | Управление освещением, вызовом помощи, дверями и бытовой техникой |
| Отличие от восстановления движения | Сигнал передается к внешнему устройству, а не к денервированной мышце через естественные проводящие пути | Повышается независимость пациента, но сила и объем движений конечности не восстанавливаются |
Наиболее перспективен BCI у пациентов, способных сохранять устойчивое внимание и выполнять тренировочные задания, даже если произвольные движения уже резко ограничены. Эффективность зависит от типа регистрации сигнала, степени сохранности корковой активности, утомляемости и индивидуального обучения. В реабилитации нейроинтерфейс рассматривается как средство компенсации утраченных функций и поддержания коммуникации, а не как метод лечения причины БАС. Его применение должно сочетаться с эрготерапией, подбором средств альтернативной коммуникации и профилактикой осложнений обездвиженности.