Реабилитация после инсульта с помощью компьютерного интерфейса

Интерфейсы мозговых компьютеров обычно представляют собой системы, которые измеряют нейронную активность и преобразуют ее в искусственный выход. Эти системы показали большой потенциал для оказания помощи в реабилитации пациентам с двигательными нарушениями после инсульта. Интерфейсы обычно работают, направляя пациента перенесшим инсульт думать о создании движения и позволяя системе неоднократно регистрировать нейронную активность, связанную с этим движением. Благодаря контролируемым методам обучения интерфейс учится связывать конкретные шаблоны действий с намеченными движениями. Однако, поскольку исходній обстрел нейронов может меняться изо дня в день на основе множества факторов, интерфейс должен быть переучин в начале каждой сессии, процесс может занять до двух часов.

Совместная команда из Battelle и Университета штата Огайо Медицинский центр Wexner выпустила новые результаты реабилитации после инсульта в Nature Medicine, демонстрирующие новый метод с использованием глубокой нейронной сети, которая значительно сокращает время обучения и восстановления, необходимое для их интерфейса с мозгом и компьютером. Их метод предполагает первоначальную подготовку системы с использованием традиционного контролируемого подхода, а затем позволяет неконтролируемой нейронной сети контролировать производительность системы без явных обозначений для предполагаемых движений пользователя. Дэвид Фриденберг (David Friedenberg), старший автор исследования, объясняет, что после начальной тренировки «вам нужно только несколько примеров, чтобы сказать:« Это основная модель, которую я ищу », а затем остальные данные помогая противодействовать тем базовым линиям, которые могут смещаться ». Гибридный декодер смог поддерживать свою эффективность правильного прогнозирования сигналов движения с 90-процентной точностью в одном предмете более года без явной переподготовки.

Группа считает, что их новая система удовлетворяет многие желания потенциальных конечных пользователей перенесших инсульт для интерфейсов «мозг-компьютер», которые включают в себя высокую точность, минимальную ежедневную настройку и быстрое время отклика. В настоящее время команда изучает способы сокращения размера системы, чтобы ее можно было вывести за пределы лаборатории и протестировать в естественных условиях для в недрение в реабилитационніе центры.