Эта страница была переведена автоматически, точность перевода не гарантируется. Пожалуйста, обратитесь к английской версии для исходного текста.

Неинвазивные вспомогательные устройства, управляемые BCI

27 апреля 2026 г. обновлено: Jose del R. Millan, University of Texas at Austin

Неинвазивные интерфейсы мозг-компьютер для управления вспомогательными устройствами

Интерфейс мозг-компьютер (BCI) декодирует поведенческие намерения или психические состояния пользователей непосредственно из их мозговой активности, что позволяет управлять устройствами, не требуя каких-либо явных двигательных действий. Одна из основных модальностей для контроля BCI основана на воображении движения (MI), которое представляет собой мысленную репетицию кинестетики движения без его фактического выполнения. BCI на основе MI переводят двигательные намерения в управляющие команды для внешних устройств. Основной проблемой таких ИМК является дифференциация паттернов ИМ, соответствующих мелким движениям рук одной и той же конечности, от неинвазивных записей ЭЭГ с низким пространственным разрешением, поскольку корковые источники, ответственные за эти движения, перекрываются. В этом исследовании исследователи выдвинули гипотезу о том, что нервно-мышечная электрическая стимуляция (NMES), применяемая в зависимости от произвольной активации первичной моторной коры во время ИМ, может помочь дифференцировать паттерны активности, связанные с различными движениями рук одной и той же конечности, путем последовательного задействования отдельных нервных путей, связанных с ними. с каждым из движений в рамках установки BCI с обратной связью. Ожидается, что это связано с нейропластическими изменениями на корковом или корково-спинномозговом уровнях.

Обзор исследования

Статус

Рекрутинг

Условия

Вмешательство/лечение

Тип исследования

Интервенционный

Регистрация (Оцененный)

100

Фаза

  • Непригодный

Контакты и местонахождение

В этом разделе приведены контактные данные лиц, проводящих исследование, и информация о том, где проводится это исследование.

Контакты исследования

Учебное резервное копирование контактов

  • Имя: Hussein Alawieh
  • Номер телефона: 512-373-0535
  • Электронная почта: hussein@utexas.edu

Места учебы

  • Соединенные Штаты
    • Texas
      • Austin, Texas, Соединенные Штаты, 78712
        • Рекрутинг
        • The University of Texas at Austin
        • Контакт:
        • Контакт:
          • Hussein Alawieh
          • Номер телефона: 5123730535
          • Электронная почта: hussein@utexas.edu

Критерии участия

Исследователи ищут людей, которые соответствуют определенному описанию, называемому критериям приемлемости. Некоторыми примерами этих критериев являются общее состояние здоровья человека или предшествующее лечение.

Критерии приемлемости

Возраст, подходящий для обучения

От 18 лет до 80 лет (Взрослый, Пожилой взрослый)

Принимает здоровых добровольцев

Да

Описание

Критерии включения:

  • Трудоспособные участники:
  • хорошее общее состояние здоровья
  • нормальное или скорректированное зрение
  • отсутствие в анамнезе неврологических/психиатрических заболеваний
  • способность читать и понимать английский язык (научный персонал не говорит по-испански)
  • Субъекты с двигательными нарушениями
  • моторные нарушения вследствие: одностороннего и двустороннего инсульта / травмы спинного мозга / заболеваний двигательных нейронов (т.е. боковой амиотрофический склероз, спино-мозжечковая атаксия, рассеянный склероз)/мышечные заболевания (т.е. миопатия) / травматическая или неврологическая боль / двигательные расстройства (т.е. детский церебральный паралич) / ортопедический / черепно-мозговая травма / опухоли головного мозга
  • нормальное или скорректированное зрение
  • способность читать и понимать английский язык (научный персонал не говорит по-испански)
  • возможность дать информированное согласие

Критерий исключения:

  • Субъекты с двигательными нарушениями
  • короткая продолжительность концентрации внимания или когнитивный дефицит, которые мешают сохранять концентрацию в течение всего экспериментального сеанса
  • тяжелые лекарства, влияющие на центральную нервную систему (включая бдительность)
  • сопутствующее серьезное заболевание (например, нарушение обмена веществ)
  • Все участники
  • факторы, препятствующие регистрации ЭЭГ/ЭМГ и выполнению ФЭС/tdCS/tACS (например, кожная инфекция, раны, дерматит, металлические имплантаты под электродами)
  • критерии, указанные в руководствах по безопасности МРТ и ТМС, в частности металлических имплантатов

Учебный план

В этом разделе представлена ​​подробная информация о плане исследования, в том числе о том, как планируется исследование и что оно измеряет.

Как устроено исследование?

Детали дизайна

  • Основная цель: Фундаментальная наука
  • Распределение: Рандомизированный
  • Интервенционная модель: Факторное присвоение
  • Маскировка: Нет (открытая этикетка)

Оружие и интервенции

Группа участников / Армия
Вмешательство/лечение
Экспериментальный: TESS BCI — стандартная задача MI
Чрескожная электроспинальная стимуляция (TESS) применяется за 20 минут до тренировок по BCI. После TESS тренировка BCI выполняется с визуальной обратной связью, зависящей от воображения движений, обнаруженного BCI с обратной связью.
Устройство: Визуальная обратная связь
Электроэнцефалография (ЭЭГ), записанная у субъектов, выполняющих задачи по воображению движений (MI), классифицируется в режиме реального времени с использованием декодера BCI для конкретного субъекта. Выходная вероятность классификации декодера накапливается с помощью экспоненциального сглаживания и преобразуется в непрерывную визуальную обратную связь с помощью полосы на экране компьютера, которая перемещается вправо или влево в ответ на классификацию той или иной задачи МИ.
Устройство: Тэсс
Чрескожная электрическая спинальная стимуляция (TESS) применяется к сегменту позвоночника C5-C6 в течение 20 минут при частоте 30 Гц и несущей частоте 5 кГц.
Активный компаратор: Visual BCI — стандартная задача MI
Традиционная тренировка BCI выполняется с визуальной обратной связью, зависящей от воображения движений правой и левой рук, которые обнаруживаются с помощью BCI с обратной связью.
Устройство: Визуальная обратная связь
Электроэнцефалография (ЭЭГ), записанная у субъектов, выполняющих задачи по воображению движений (MI), классифицируется в режиме реального времени с использованием декодера BCI для конкретного субъекта. Выходная вероятность классификации декодера накапливается с помощью экспоненциального сглаживания и преобразуется в непрерывную визуальную обратную связь с помощью полосы на экране компьютера, которая перемещается вправо или влево в ответ на классификацию той или иной задачи МИ.
Экспериментальный: NMES BCI — сложная задача MI
Обучение BCI выполняется с использованием NMES вместо визуальной обратной связи. NMES доставляется на сгибатели/разгибатели предплечья в зависимости от воображения сгибания запястья и пальцев одной и той же руки по сравнению с разгибанием, как это обнаруживается с помощью BCI с обратной связью.
Устройство: Обратная связь НМЭС
Сигналы электроэнцефалографии (ЭЭГ) будут записываться у испытуемых, когда они выполняют заданные подсказки по сгибанию/разгибанию недоминирующей руки. Сигналы будут обрабатываться и классифицироваться в режиме реального времени с использованием алгоритмов машинного обучения для запуска электрической стимуляции сгибателей/разгибателей целевой руки в зависимости от обнаружения специфичных для субъекта паттернов ЭЭГ сгибания/разгибания.
Активный компаратор: Визуальный BCI — сложная задача MI
Традиционная тренировка BCI выполняется с визуальной обратной связью, зависящей от воображения сгибания запястья и пальцев одной и той же руки по сравнению с разгибанием, что обнаруживается с помощью BCI с обратной связью.
Устройство: Визуальная обратная связь
Электроэнцефалография (ЭЭГ), записанная у субъектов, выполняющих задачи по воображению движений (MI), классифицируется в режиме реального времени с использованием декодера BCI для конкретного субъекта. Выходная вероятность классификации декодера накапливается с помощью экспоненциального сглаживания и преобразуется в непрерывную визуальную обратную связь с помощью полосы на экране компьютера, которая перемещается вправо или влево в ответ на классификацию той или иной задачи МИ.

Что измеряет исследование?

Первичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Изменение производительности доставки команд BCI
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и в течение одной недели после всех сеансов

Точность подачи команд отражает уровень контроля субъекта при использовании ИМК. Он измеряет процент испытаний, в которых индивидуализированный классификатор, используемый для дифференциации различных воображаемых движений, мог накопить достаточно доказательств, подтверждающих наличие паттернов ЭЭГ, конкретно связанных с воображаемыми движениями, в этих испытаниях.

Оценка составляет от 0 до 100, и чем выше значение, тем лучше результат.
сразу после каждого сеанса вмешательства и в течение одной недели после всех сеансов
Изменение фокуса и силы модуляции SMR
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и в течение одной недели после всех сеансов

Фокальность модуляции сенсомоторного ритма оценивается по ЭЭГ с использованием событийно-зависимой десинхоризации (ERD) и синхронизации (ERS) в двигательной области.

Непрерывная мера: чем выше, тем лучше
сразу после каждого сеанса вмешательства и в течение одной недели после всех сеансов

Вторичные показатели результатов

Мера результата
Мера Описание
Временное ограничение
Стабильность функций Motor Imagery
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Функции, соответствующие различным задачам воображения движений, становятся более стабильными в конце вмешательства.
сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Разделимость функций моторного изображения
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
После вмешательства функции, соответствующие различным задачам воображения движений, становятся более различимыми.
сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Изменения амплитуды моторно-вызванного потенциала
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Непрерывная мера: чем выше, тем лучше
сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Изменения функциональной связности электроэнцефалографии.
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Непрерывное измерение: чем значительнее изменения, тем лучше
сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Изменение фокуса активации фМРТ при различных воображаемых движениях
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Кластеры значительной активации во время ИМ различных движений будут более фокальными в соответствующей области двигательной области. Непрерывное измерение, чем больше, тем лучше.
сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов
Более различимые активации фМРТ для различных воображаемых движений
Временное ограничение: сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов

Активация, связанная с различными задачами МИ, будет более отличима от ЖИРНЫХ сигналов.

Непрерывная мера, чем больше, тем лучше.
сразу после каждого сеанса вмешательства и через день после всех сеансов

Соавторы и исследователи

Здесь вы найдете людей и организации, участвующие в этом исследовании.

Спонсор

University of Texas at Austin

Следователи

  • Главный следователь: Jose del R. Millan, PhD, The University of Texas at Austin

Даты записи исследования

Эти даты отслеживают ход отправки отчетов об исследованиях и сводных результатов на сайт ClinicalTrials.gov. Записи исследований и сообщаемые результаты проверяются Национальной медицинской библиотекой (NLM), чтобы убедиться, что они соответствуют определенным стандартам контроля качества, прежде чем публиковать их на общедоступном веб-сайте.

Изучение основных дат

Начало исследования (Действительный)

16 июня 2021 г.

Первичное завершение (Оцененный)

30 декабря 2028 г.

Завершение исследования (Оцененный)

30 декабря 2028 г.

Даты регистрации исследования

Первый отправленный

20 декабря 2021 г.

Впервые представлено, что соответствует критериям контроля качества

20 декабря 2021 г.

Первый опубликованный (Действительный)

10 января 2022 г.

Обновления учебных записей

Последнее опубликованное обновление (Действительный)

1 мая 2026 г.

Последнее отправленное обновление, отвечающее критериям контроля качества

27 апреля 2026 г.

Последняя проверка

1 апреля 2026 г.

Дополнительная информация

Термины, связанные с этим исследованием

Ключевые слова

Дополнительные соответствующие термины MeSH

Другие идентификационные номера исследования

  • 2020030073

Планирование данных отдельных участников (IPD)

Планируете делиться данными об отдельных участниках (IPD)?

ДА

Сроки обмена IPD

Все данные будут доступны к дате онлайн-публикации

Критерии совместного доступа к IPD

Данные будут размещены на общедоступных серверах, чтобы любой заинтересованный исследователь мог получить к ним доступ.

Совместное использование IPD Поддерживающий тип информации

  • STUDY_PROTOCOL

Информация о лекарствах и устройствах, исследовательские документы

Изучает лекарственный продукт, регулируемый FDA США.

Нет

Изучает продукт устройства, регулируемый Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.

Да

продукт, произведенный в США и экспортированный из США.

Нет

Эта информация была получена непосредственно с веб-сайта clinicaltrials.gov без каких-либо изменений. Если у вас есть запросы на изменение, удаление или обновление сведений об исследовании, обращайтесь по адресу register@clinicaltrials.gov. Как только изменение будет реализовано на clinicaltrials.gov, оно будет автоматически обновлено и на нашем веб-сайте. .

Подписаться