Аспирантка НИИ нейронаук СамГМУ Минздрава России Юлия К. под руководством научного руководителя, директора НИИ нейронаук Александра Захарова разработала проект по повышению эффективности интерфейсов «мозг–компьютер» с помощью персонализированной магнитной стимуляции.
Интерфейс «мозг–компьютер» — это технология, позволяющая человеку управлять внешними устройствами, например курсором на экране или роботизированной рукой, силой мысли. Такие нейроинтерфейсы особенно востребованы в нейрореабилитации. Однако на пути к широкому внедрению есть серьезные препятствия.
«До 15–30 процентов пользователей просто не могут эффективно управлять системой. Кроме того, каждый раз перед началом работы требуется долгая индивидуальная калибровка, что в клинической практике, особенно у пациентов после инсульта, практически неприемлемо», — объясняет ученая.
В своем проекте Юлия предложила нестандартный ход: воздействовать не на алгоритмы распознавания сигналов, как это делалось ранее, а на сам мозг пользователя. Идея заключается в том, чтобы заранее «настроить» нейроны на нужную волну с помощью ритмической транскраниальной магнитной стимуляции. Для каждого испытуемого сначала с помощью электроэнцефалографии вычисляют его индивидуальную пиковую альфа-частоту — своеобразный внутренний ритм мозга.
«Это как голос человека: у всех разная тональность, и если подобрать ключ, отклик будет намного сильнее. Мы стимулируем моторную кору, и мозг начинает работать в резонансе, становится более пластичным и отзывчивым», — поясняет аспирантка.
В эксперименте, который сейчас выходит на финишную прямую, приняли участие 22 добровольца. Юлия Комарова отмечает, что предварительные результаты превзошли ожидания: в экспериментальной группе ошибка классификации сигналов мозга снизилась в среднем на 30 процентов, а на некоторых временных интервалах достигала менее 10 процентов.
Хотя сейчас эксперименты проводятся на здоровых добровольцах, Юлия К. подчеркивает, что у разработки прямая дорога в клинику.
«Если нам удаётся усилить сигналы моторного воображения у здорового человека, значит, у пациентов с двигательными нарушениями — после инсультов, травм спины, при нейродегенеративных заболеваниях — этот метод может дать ещё более значимый результат. Это звучит как фантастика, но на самом деле — самое ближайшее будущее, которое мы уже сейчас проектируем по кусочкам», — заключает автор работы.Говоря о дальнейших планах, Юлия К. отмечает, что полученные результаты — только первый шаг.
«Наша конечная цель — перейти к исследованиям с участием пациентов с постинсультными состояниями. В планах также оптимизировать протокол стимуляции, чтобы эффект был максимальным и устойчивым», — делится перспективами ученая.
В СамГМУ сегодня сложилась устойчивая среда для того, чтобы молодые ученые создавали инновации мирового уровня. Такой прогресс стал возможен во многом благодаря участию вуза в программе «Приоритет-2030».
*
