Ученые создали наушник для перенёсших инсульт

Инсульты являются причиной номер один стойких физических нарушений среди взрослых во всем мире. Больным часто трудно или даже невозможно выполнять повседневные физические действия, такие как ходьба или дотягивание чего-либо. Одна из причин этого заключается в том, что инсульт повреждает области мозга, участвующие в совершении необходимых движений.

Первоначальные клинические исследования, проведенные учеными, показали, что стимуляция блуждающего нерва играет решающую роль в реабилитации областей мозга, поврежденных в результате инсульта. Такая стимуляция позволила пациентам, перенесшим инсульт, быстрее и эффективнее восстановить свои движения.

Но до сих пор для этого пациентам приходилось проходить дорогостоящую операцию под общим наркозом, чтобы имплантировать устройство для стимуляции под кожу. Поскольку обычной практикой является ожидание выполнения этой процедуры в течение года после инсульта, пациенты теряют драгоценное время.

Исследователи ETH Паулиус Вискайтис и Дэйн Донеган из Лаборатории реабилитационной инженерии разработали новую систему, которая значительно упрощает и ускоряет стимуляцию блуждающего нерва.

Наш наушник излучает тонкие электрические импульсы, чтобы активировать нерв во внешнем ухе, что устраняет необходимость в хирургической процедуре,

объясняет Вискайтис из ETH Zurich Pioneer Fellowship.

Несколько лет назад, еще работая в Университете Колорадо, Донеган смог показать, что стимуляция блуждающего нерва не является единственным фактором. Нейробиолог продемонстрировал, что время также имеет решающее значение: электрические импульсы особенно эффективны, если их вводить, когда пациенты пытаются выполнять те движения, которые им было трудно выполнять после инсульта.

Это помогает мозгу перепрограммировать двигательные нейронные цепи, чтобы компенсировать сбои в областях, поврежденных в результате инсульта. Это похоже на перенастройку программного обеспечения мозга: стимуляция нерва способствует нейропластичности, помогает формированию новых синапсов и способствует повторному обучению физическим действиям.

Другим недостатком лечения с имплантированным датчиком является то, что после него должен присутствовать физиотерапевт, чтобы вручную управлять стимулятором. Это съедает много времени и денег.

Итак, два исследователя ETH разработали датчик движения, который работает как смарт-часы. Пациенты, перенесшие инсульт, носят этот датчик везде, где у них нарушена двигательная функция, например, на правой руке. С помощью специального программного обеспечения, которое также разработали Вискайтис и Донеган, датчик анализирует движения руки в режиме реального времени и сообщает наушнику, когда пациент особенно хорошо двигал рукой.

Это запускает стимуляцию блуждающего нерва, и мозг учится запоминать правильную последовательность движений быстрее и эффективнее. Технический термин для этого процесса — обучение с подкреплением.

В отличие от предыдущих вариантов лечения, пациенты, перенесшие инсульт, могут использовать технологию, разработанную двумя исследователями ETH, также без профессионального наблюдения. Более того, датчик движения позволит физиотерапевтам удобно отслеживать прогресс своих пациентов с помощью смартфона. Исследователи ETH ожидают, что это приведет к дальнейшему прогрессу в лечении.