BCI и FES для ручной терапии при травмах спинного мозга

Повреждения более высоких уровней спинного мозга, называемые тетраплегией, приводят к полному или частичному параличу обеих ног и рук, что делает человека зависимым от тех, кто за ним ухаживает, в элементарных повседневных действиях (ADL), таких как питье и питание. Около 60% пациентов с тетраплегией имеют неполную травму и могут частично восстановить свои движения и чувствительность. Успех восстановления во многом зависит от терапии в течение первого года после травмы. Функциональная электростимуляция (ФЭС) является относительно новой терапией кисти. При ФЭС-терапии электроды прикрепляются к поверхности предплечий пациента, и через них подается электрический ток. Недостатком современной терапии ФЭС является то, что терапевт должен включать и выключать стимулятор, потому что пациенты не могут использовать ни одну из своих рук. В нашем предыдущем пилотном исследовании, проведенном на двух пациентах с острой тетраплегией, мы проверили возможность использования интерфейса мозг-компьютер (BCI) для контроля ФЭС по желанию пациента. BCI основан на регистрации активности мозга пациента. BCI может обнаружить намерение пациента пошевелить рукой, даже если он физически не может ей пошевелить. Используя BCI, пациенты контролируют ФЭС, думая о движении руки.

Терапия BCI-FES обеспечит одновременную тренировку нервных путей от мозга к мышце руки (моторное воображение/попытка) и от мышцы к мозгу (электрическая стимуляция мышц). Эта форма терапии может способствовать более быстрому и полному выздоровлению.

В этом контролируемом исследовании мы стремимся предоставить терапию BCI-FES пациентам с хронической и подострой тетраплегией в течение 20 сеансов и получить доступ к функциональным и неврологическим результатам терапии. Пять хронических пациентов (спустя более года после травмы) примут участие в перекрестном исследовании, поскольку мы не ожидаем, что они выздоровеют спонтанно без BCI-FES. Подострые пациенты будут получать как обычную терапию, так и BCI-FES, поэтому выздоровление может быть вызвано любой из этих двух терапий. Поэтому необходимо иметь лечебную и контрольную группу. В каждой группе будет по 10 пациентов с одинаковым возрастом и травмой. Обе группы получат одинаковое количество электрической стимуляции, но только группа лечения будет добровольно управлять электрическим стимулятором с помощью BCI. Контрольная группа получит пассивную электрическую стимуляцию тех же мышц руки, но без использования ИМК.