Ученые СГТУ создали интерфейс мозг-компьютер для лечения эпилепсии

Совместная разработка позволяет управлять работой мозга с помощью электростимуляции. Статья международного коллектива, посвященная результатам этого исследования, вышла в журнале «ScientificReports», входящим в группу журналов Nature. Авторы статьи - ассистент кафедры АУМ СГТУ В.А. Максименко, ассистент кафедры ЭТ СГТУ В.В. Макаров, зав. каф. АУМ СГТУ А.Е. Храмов, проректор по НИР СГУ А.А. Короновский и зарубежные коллеги С. ван Хеукельм, А. Кельдеркус, А. Лютжоханн и Ж. ван Люжетаалар.

«Нам удалось разработать интерфейс мозг-компьютер, направленный на прогнозирование и предотвращение пик-волновых разрядов, которые приводят к эпилептическим припадкам. Первые опыты, проведенные на крысах c генетической предрасположенностью к абсанс-эпилепсии, показали, что интерфейс действительно работает и может помочь пациентам с эпилепсией», - пояснил один из авторов разработки, профессор СГТУ Александр Храмов.

Ученый объясняет: стандартная медикаментозная терапия, которую получают пациенты с абсанс-эпилепсией, негативно влияет на общее состояние человека, кроме того, примерно в 30 случаях из ста она просто не работает. Одной из наиболее перспективных стратегий лечения, по словам Храмова, является электрическая стимуляция мозга. Именно этот принцип лег в основу разработки. «До сих пор такое экспериментальное лечение позволяло лишь уменьшить судороги, в то время как конечной целью является их полная отмена. А чтобы не допустить приступ, нужно вовремя его спрогнозировать. До нашей работы это оставалось неразрешенной проблемой», - уточняет он.

Созданный международной группой ученых прототип представляет собой сложную техническую автоматизированную систему. Она включает в себя имплантируемые в головной мозг электроды для регистрации активности различных отделов мозга и последующей стимуляции мозга, усилители, связанные с компьютером для обработки полученных сигналов в реальном времени, интеллектуальную систему, «распознающую» приближающийся эпилептический приступ, и систему управления генератором импульсов, который стимулирует головной мозг. Интеллектуальный интерфейс, обеспечивающий обратную связь, «ловит» из глубинных областей мозга сигналы о приближающемся приступе буквально за секунду до его появления. Затем с помощью слабого стимулирования мозга электрическими импульсами разрушаются процессы, запускающие эпилептический разряд.

«Результаты наших исследований показали, что интерфейс предсказывал в реальном времени каждый второй пик-волновой разряд, в то время как остальные разряды определялись в самом начале. В 72 случаях из ста снижалась продолжительность судорожной активности», - комментирует ученый.

По словам Храмова, созданный прототип интерфейса мозг-компьютер в будущем может быть использован не только для купирования эпилептической активности пациентов, страдающих эпилепсией. Он может стать основой для создания реабилитационных тренажеров после перенесенного инсульта или пациентов с деменцией или Альцгеймером.

По информации пресс-службы СГТУ