Восстановление функции верхней конечности у пациентов после инсульта на основе интерфейса мозг-компьютер в виртуальной реальности

Abstract

Технология интерфейс "мозг-компьютер" представляет собой перспективный подход к реабилитации после инсульта. Проведено исследование эффективности программно-аппаратного комплекса, включающая виртуальную реальность для создания сенсомоторных задач, интерфейс мозг-компьютер для декодирования моторных целей из электроэнцефалографических сигналов и роботизированный манипулятор, который выполняет движения поражённой инсультом руки. В исследовании приняли участие три группы пациентов: группа с интерфейсом "мозг-компьютер" (N=8), где интерфейс "мозг-компьютер" активировал движения роботизированного манипулятора; группа без интерфейса "мозг-компьютер" (N=7) и контрольная группа (N=7), которая не проходила тренировку. Полученные результаты показали, что улучшения на шкале Fugl-Meyer Assessment для верхних конечностей составили 1,4±1,6 балла в контрольной группе 23,1±11,8 балла в группе без интерфейса "мозг-компьютер"" и 27,6±13,7 балла в группе с использованием технологии интерфейс "мозг-компьютер". Па шкале Action Research Arm Test улучшения достигли 0,0±0,0 балла в контрольной группе, 14,7±20,6 балла в группе без интерфейса "мозг-компьютер" и 20,6±19,3 балла в группе с использованием технологии интерфейс "мозг-компьютер". Предложенный метод способствует восстановлению двигательной функции через нейропластические процессы, что открывает новые возможности для повышения эффективности реабилитации.

Brain-computer interfaces (BCIs) represent a promising approach to post-stroke rehabilitation. An integrated system was developed, combining virtual reality for creating sen sorimotor tasks, a brain-computer interface for decoding motor intentions from electroencephalographic signals, and a robotic manipulator that executed movements of the stroke-affected arm.The study included three patient groups: the BCI group (N=8), where the brain-computer interface activated movements of the robotic manipulator; the No-BCI group (N=7), which performed a similar task without using the BCI; and a control group (N=7), which did not undergo training. The results showed that improvements on the Fugl-Meyer Assessment scale for upper extremities were 1.4±1.6 points in the control group, 23.1±11.8 points in the No-BCI group, and 27.6±13.7 points in the BCI group. On the Action Research Arm Test (ARAT) scale, improvements reached 0.0±0.0 points in the control group, 14.7±20.6 points in the No-BCI group, and 20.6±19.3 points in the BCI group. The proposed method facilitates motor restoration which under normal conditions requires the in-volvement of multiple cortical areas. This opens new opportunities for enhancing motor rehabilitation outcomes.