Мозг-машинные интерфейсы

Несомненно, новой вехой в развитии реабилитационных технологий станет разработка и дальнейшее развитие мозг-машинных интерфейсов (BMI — brain-machine interface). Интерфейс мозг-компьютер – это технология, позволяющая человеку научиться управлять внешними исполнительными устройствами без мышечных усилий, напрямую от мозга, только на основе регистрации и расшифровки электрической активности мозга.

Уже сейчас концепция мозг-машинных интерфейсов реализована на практике. С помощью мозг-машинных интерфейсов пациенты с грубыми двигательными нарушениями могут управлять роботизированными протезами, инвалидной коляской и прочими внешними техническими устройствами, что соответственно способствует эффективности реабилитационного процесса, а также, как бытовой, так и профессиональной адаптации.

Кроме того, использование интерфейсов с биологической обратной связью может способствовать правильной реорганизации коры головного мозга при различных вариантах ее повреждения. Согласно данным проведенных исследований, пациенты с неврологическими нарушениями способны овладевать технологией интерфейс мозг-компьютер. В основном интерфейсы активного типа создаются с упором на восстановление мышечной активности человека, обычно в интерфейс входит ЭЭГ с ЭМГ, посредством обратной связи идет стимуляция участков мозговой коры для восстановления двигательных функций человека. Зачастую такие методы наиболее эффективны в инвазивной реализации. Стоит заметить, что ЭМГ в данной медицинской цели используется как инструмент обратной связи. Как правило, интерфейсы мозг-компьютер реализуются на основе неинвазивных методов, однако значительное повышение пропускной способности канала между мозгом и внешним устройством возможно только при использовании технологий, требующих хирургического вмешательства. Электрокортикография (ЭКоГ) — минимально инвазивный метод регистрации электрической активности мозга, который обеспечивает высокую пространственную и временную разрешающую способность при низком уровне рисков для пациента. Сигнал ЭКоГ содержит информацию о кинематических характеристиках движения, декодирование которых может быть осуществлено при помощи различных алгоритмов анализа данных. Кроме того, регистрация сигнала ЭКоГ может быть совмещена со стимуляцией участков коры головного мозга, которую можно использовать для передачи тактильной обратной связи. Таким образом, ЭКоГ является перспективной технологией для реализации двунаправленного интерфейса мозг-компьютер.