W pełni wszczepiony interfejs mózgu-komputer w zablokowanym pacjencie z ALS

Opcje dla osób z ciężkim paraliżem, które straciły zdolność komunikowania się ustnie, są ograniczone. Opisujemy metodę komunikacji u pacjenta z późnym stadium stwardnienia zanikowego bocznego (ALS), obejmującą w pełni wszczepiony interfejs mózg-komputer, który składa się z elektrod poduszniczych umieszczonych nad korą ruchową i nadajnik umieszczony podskórnie w lewej stronie klatki piersiowej . Próbując przesunąć dłoń po stronie przeciwnej do wszczepionych elektrod, pacjent dokładnie i niezależnie kontrolował program komputerowy w 28 tygodniu po umieszczeniu elektrody, co odpowiada dwóm literom na minutę. Interfejs mózg-komputer zapewniał autonomiczną komunikację, która uzupełniała i czasami wypierała urządzenie śledzące wzrok pacjenta. (Finansowane przez rząd Holandii i Unii Europejskiej, numer ClinicalTrials.gov, NCT02224469.)
Wprowadzenie
SZYBKIE PODEJŚCIE
Interfejs mózg-komputer w zablokowanym pacjencie
02:09
Wideo
Zadanie docelowe, kliknij zadanie i pisownię (03:41)
Zablokowany syndrom charakteryzuje się utratą dobrowolnej kontroli mięśniowej, co prowadzi do czterokończynności i afonii, z zachowaniem prawidłowego poznania.1 Zespół jest zwykle związany z udarem mózgu, ale zaburzenia zwyrodnieniowe, takie jak ALS, które występują u około 5 osób na 100 000 populacja, 2 postępy w tym samym stanie.3 Pomimo swoich kłopotów, osoby w stanie zamkniętym często zgłaszają wysoką jakość życia 4, co jest skorelowane ze zdolnością do komunikowania się5. Obecne strategie komunikacji zależą głównie od ruchów oczu, które za nimi znajduje się kamera, która umożliwia wybór pozycji na ekranie komputera ( eye tracker ); gdy to się nie powiedzie, komunikacja może zależeć od ruchów oczu lub mrugnięć w odpowiedzi na zamknięte pytania, co ogranicza możliwości niezależnej i prywatnej komunikacji.
Ostatnie zmiany w interfejsach mózg-komputer wykorzystują neuroelektryczne właściwości mózgu i zlokalizowaną aktywację somatyczną w tych obszarach mózgu. [6] Systemy te wykorzystują obserwację, że działania umysłowe, takie jak próba poruszania kończyną, prowadzą do powtarzalne sygnały w odpowiednich obszarach kory mózgowej.8 Wykrycie sygnałów z kory wymaga przetwarzania obliczeniowego w celu oddzielenia ( odkodowania ) od szumu tła. Dekodowanie o odpowiedniej jakości zapewnia dane wejściowe dla systemu komputerowego, który kieruje oprogramowaniem do pisania, umożliwiając w ten sposób komunikację.9
Dekodowanie sygnałów neuronalnych z implantów mózgu przyniosło osiągnięcia, takie jak kontrolowanie kończyny robotycznej lub sparaliżowanej przez pacjentów z porażeniem czterokończynowym.10-12 Pomimo takich osiągnięć trudno jest wdrożyć niezależną komunikację do codziennego użytku w domu. Aby to osiągnąć, interfejs mózg-komputer musi zapewniać użytkownikowi autonomię i ciągłą funkcjonalność oraz musi niezawodnie wykrywać tylko zamierzone działania.13 Ponadto stała dostępność interfejsu do komunikacji wymaga czujników, które są połączone z korą mózgową, ale nie powodują dyskomfortu lub disfiguration.14
Opowiadamy o systemie komunikacji, który obejmuje całkowicie wszczepialny interfejs mózg-komputer do użytku domowego przez zablokowanego pacjenta z ALS
[więcej w: trigeminia, trigeminia komorowa, pracownia emg ]