В состав интерфейса «мозг-компьютер» компании Epia Neuro войдет моторизованная перчатка, которая поможет пациентам, перенесшим инсульт, восстановить подвижность руки.
Предоставлено Epia Neuro. Загрузчик . Сохранить эту историю. Загрузчик . Сохранить эту историю
Инсульт является одной из ведущих причин длительной инвалидности: примерно две трети выживших испытывают значительные нарушения функций рук и предплечий. Хотя некоторые люди в конечном итоге восстанавливают эти функции, многие живут с постоянным параличом или слабостью. Компания Epia Neuro, недавно созданный стартап из Сан-Франциско, хочет помочь большему числу пациентов, перенесших инсульт, восстановить функции рук с помощью мозгового имплантата и моторизованной перчатки.
Это одна из растущего числа компаний, разрабатывающих интерфейсы «мозг-компьютер» — устройства, которые считывают нейронные сигналы из мозга и преобразуют их в определенные действия. В последние годы в эту область наблюдается огромный приток инвестиций: компания Neuralink Илона Маска привлекла 500 миллионов долларов в прошлом году, а Merge Labs Сэма Альтмана вышла из режима скрытой разработки в январе, получив финансирование в размере 252 миллионов долларов.
Компания Neuralink и другие разрабатывают устройства, которые позволяют людям с тяжелыми двигательными нарушениями управлять компьютером или говорить с помощью цифрового голоса. Технология Epia призвана помочь людям снова двигать руками.
«У этих пациентов очень слабая хватка. Это очень распространенная проблема», — говорит Мишель Махарбиз, генеральный директор Epia и профессор электротехники и информатики в Калифорнийском университете в Беркли. «Если бы им удалось надежно восстановить хватку, в их повседневной жизни открылось бы огромное количество новых возможностей».
Улучшение функций рук может означать разницу между возможностью самостоятельно одеваться или есть и необходимостью постоянного ухода.
Дискообразный имплантат компании Epia вживляется в череп и регистрирует сигналы мозга, связанные с намерением человека двигать рукой. Имплантат будет использоваться вместе с моторизованной перчаткой для помощи в захвате, которую пациенты будут носить во время реабилитации или дома. Нейронные сигналы обрабатываются алгоритмами искусственного интеллекта и объединяются с данными внешних датчиков на перчатке для прогнозирования и управления движением захвата. Система учится связывать определенные сигналы мозга и контекстные данные с желанием человека открыть и закрыть руку.
Устройство основано на идее нейропластичности — способности мозга изменяться и создавать новые связи. Во время инсульта нарушается кровоток к части мозга, что приводит к кислородному голоданию клеток и повреждению ценных тканей. Повреждение двигательной области мозга может вызвать паралич и мышечную слабость. Когда человек с параличом пытается двигаться, его мозг по-прежнему генерирует сигналы, связанные с движением, но из-за травмы эти сигналы блокируются и не достигают мышц. Имплантат Epia собирает нейронные сигналы из неповрежденной части мозга, определяет намерение двигаться и преобразует это намерение в движение руки через перчатку.
«Мы можем обучить систему распознавать намерения пользователя относительно функции, которую он пытается компенсировать», — говорит Махарбиз.
Повторное использование системы может укрепить нейронные связи, связанные с движением, снижая зависимость человека от перчатки.
«Многие интерфейсы «мозг-компьютер» позволяют человеку печатать на экране компьютера или управлять роботизированной рукой для выполнения задачи», — говорит Дэвид Лин, невролог-реаниматолог и директор клиники нейрореабилитации в Массачусетской больнице общего профиля, консультирующий компанию. «Это отличается от реабилитационного решения, где использование самого устройства приводит к пластичности мозга, или изменению мозга и связей со спинным мозгом, так что после снятия перчатки естественная функция руки и кисти улучшается».
Одной из проблем интерфейсов «мозг-компьютер» является масштабируемость. Эти устройства должны быть относительно простыми в имплантации и сопряженными с минимальными рисками, чтобы люди хотели их использовать. Компания Neuralink пытается обойти эту проблему, разрабатывая робота для имплантации своих интерфейсов «мозг-компьютер». Другая компания, Synchron, разработала стентоподобный имплантат, который вводится в кровеносный сосуд, не требуя хирургического вмешательства на головном мозге.
В ходе процедуры имплантации, проводимой компанией Epia, удаляется небольшой фрагмент черепа, и устройство заменяет его. Махарбиз говорит, что процедура занимает менее часа. Нейрохирурги участвовали в разработке имплантата, который при необходимости можно модернизировать или заменить в будущем. Наушники, которые носит пациент, заряжают имплантат каждые несколько дней.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) ранее одобрило носимый интерфейс «мозг-компьютер» с роботизированной перчаткой для восстановления после инсульта, получивший название IpsiHand, разработанный исследователями из Вашингтонского университета, которые выделили эту технологию в отдельную компанию. Результаты исследования с участием 30 пациентов, перенесших инсульт, показали, что у тех, кто носил устройство в течение 12 недель, наблюдалось улучшение двигательного контроля, однако в исследовании отсутствовала контрольная группа. Кроме того, 15 из 69 человек, прошедших скрининг для участия, не смогли генерировать идентифицируемые сигналы мозга, необходимые для работы устройства.
Махарбиз утверждает, что для извлечения значимых сигналов необходимо имплантируемое устройство, поскольку оно располагается ближе к мозгу, чем носимое устройство.
Компания Epia Neuro планирует провести первую демонстрацию своей технологии на людях в конце этого года в больнице Ленокс-Хилл в Нью-Йорке, а затем, к концу 2026 года, провести испытания в других местах.
Источник: www.wired.com
