Ученые Саратовского государственного технического университета им. Гагарина совместно с коллегами из Германии и Голландии разработали компьютерную систему для прогнозирования и предотвращения приступов у пациентов, больных эпилепсией.
Совместная разработка позволяет управлять работой мозга с помощью электростимуляции. Статья международного коллектива, посвящённая результатам этого исследования, вышла в журнале Scientific Reports.
«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 (крысы линии WAG/Rij), показали, что интерфейс действительно работает и может помочь пациентам с эпилепсией», — пояснил один из авторов разработки, профессор СГТУ имени Гагарина Александр Храмов.
С точки зрения классического определения Джонатана Вольпоу («Интерфейс «мозг-компьютер» это технология, которая позволяет человеку научиться передавать коммуникационные и управляющие команды внешним объектам без участия нервов и мышц»), разработка не имеет никакого отношения к ИМК, а является лишь компьютерной системой мониторинга приступов эпилепсии и их подавления, что никак не умаляет её ценности.
Учёный 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, остаётся электрическая стимуляция мозга. Именно этот принцип лёг 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 неразрешённой 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 электрической 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 прерываются процессы, запускающие эпилептический приступ.
«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 учёный (речь также идёт об испытаниях на крысиной модели).
Текст: Пресс-служба Саратовского госуниверситета