Возможности применения биологической обратной связи (БОС) в роботизированной механотерапии.
БОС — это аппаратно-компьютерная методика с использованием датчиков различной модальности - акустических, визуальных, тактильных, ЭМГ, ЭЭГ и других. Комплексное воздействие, в ходе которого посредством компьютерной или микропроцессорной техники человеку передаётся информация о состоянии и изменении тех или иных физиологических процессов в его организме, постепенно приводя это состояние максимально приближенно к норме.
Биоуправление - врожденный механизм, навыки его заложены в организме изначально и требуется лишь запустить их использование.
БОС – это запуск/контроль произвольной активности пациента, сравнимой с полноценной физической тренировкой.
Преимущества БОС: неинвазивность, отсутствие медикаментозной нагрузки, эффективность, безопасность, возможность длительного применения.
Для проведения БОС- тренинга необходима сохранность функции, как ресурс тренировки, и когнитивная сохранность.
Принцип действия БОС
Принцип метода состоит в "возврате" пациенту текущих значений его физиологических показателей: ЭЭГ, ЭМГ, ЭКГ, ЧСС, ЧДД, t° кожи, устойчивости тела, координации, точности, Å, мышечной силы и др. на экран компьютерного монитора или в аудио-форме.
Оборудование делает доступной для пациента информацию, в обычных условиях им не воспринимаемую.
Схематично БОС-процедура – непрерывный мониторинг определенных электрофизиологических показателей и "подкрепления" с помощью мультимедийных, игровых, соревновательных и других приемов.
Другими словами, БОС-интерфейс представляет для человека своего рода "физиологическое зеркало", в котором отражаются его внутренние процессы.
Клинически подтверждена эффективность роботизированных аппаратов с БОС в реабилитации травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, центральной и периферической нервной системы, вазомоторных головных болей и мигреней, ряде соматических заболеваний, заикании, эпилепсии, нарушении половой сферы и т д.
На фоне воздействия тренажёров с БОС коррекция нарушений сопровождается повышением адаптации пациента к своему состоянию, мотивации к реабилитации и более активным участием пациента в реабилитационном процессе и, как следствие, повышением качества жизни.
Одновременно происходит снижение выраженности тревожно-депрессивного синдрома, как реакции на болезнь, сокращается время медикаментозной коррекции.
Каким образом происходит воздействие БО
Принципы восстановления моторной функции:
1-многократное повторение;
2 - обучение;
3 - переобучение;
4 - максимальное приближение к реальной задаче.
Структуры, ответственные за обучение двигательным навыкам в человеческом мозге:
-первичная моторная кора (M1),
- базальные ганглии,
- мозжечок,
- ствол головного мозга,
- спинной мозг.
M1 является вышестоящим центром управления преднамеренным движением, который прямо или косвенно, через внутренние нейроны, дает необходимую команду двигательным нейронам переднего рога.
М1 обеспечивает плавность движения, гарантируя, синергизм мышечной активности, и контроль угловых смещений суставов.
Одновременно в режиме реального времени получает и использует информацию от рецепторов и органов чувств, которая передаётся через нейронные связи между первичной сенсорной корой (S1) и M1или через подкорково-корковые пути, которые достигают M1.
Происходит взаимодействие и интеграция между отделами мозга, отвечающие за восприятие и двигательные функции. Нейронная сеть обучается по методу проб и ошибок. Она формируется и совершенствуется при постоянном взаимодействии сенсорной и моторной коры.
Сенсорная обратная связь играет важную роль в освоении новых двигательных навыков. Периферические сенсорные стимулы повышают возбудимость моторной коры, в ней формируются новые нейронные связи.
Нейропластичность и восприятие тела: новые перспективы
Взаимодействие человека с роботом – особенный пластический процесс, в котором оказывается мозг в результате контакта с искусственными датчиками и эффекторами, и, с другой стороны, изменения, которые вызывает использование внешних увеличивающих устройств в мозге.
Индуцированное роботом движение, в дополнение к типичным моторным областям, активирует такие области мозга, как островок, миндалина и другие глубокие центры, которые ответственны за улучшение двигательной памяти и мотивации к движению.
Реабилитация может служить толчком и направляющей от патологической двигательной активности к физиологическим паттернам, влияющим на нейробиологию пластичности нейронов, обеспечивая контролируемые, повторяющиеся и переменные паттерны.
Роботизированное лечение следует рассматривать как инструмент реабилитации, полезный для создания более сложной, контролируемой мультисенсорной стимуляции пациента и полезный для изменения пластичности нейронных связей посредством опыта движения.
Оптимистично положение, в соответствии с которым упражнения с помощью носимых технологических устройств рассматриваются, как полезный препарат, который можно назначать в качестве лекарства для усиления биологических, нейробиологических и эпигенетических изменений.
Остаются открытыми вопросы, связанные с определением сложной адаптивной тонкой настройки управляющих взаимодействий между датчиками, интерфейсами, исполнительными механизмами и клиническим управлением процессами реабилитации с помощью экзоскелетов.
Нам необходимо реализовать крупные и инновационные исследовательские программы, способные дать ответы в ближайшем будущем.
Пришло время меняться!
