Разработанный учеными Института когнитивных нейронаук (ИКН) НИУ ВШЭ и специализированных институтов комплекс реабилитационных подходов позволяет повысить эффективность лечения детей с тяжелыми моторными расстройствами. Исследователи предполагают создать экзоортезы на основе нейромышечного управляющего сигнала для облегчения двигательной активности в период реабилитации, сформировать инструменты оценки психологических и когнитивных нарушений у пациентов с моторными нарушениями, разработать и внедрить коррекционные образовательные программы.
В рамках стратегического проекта «Устойчивый мозг: нейрокогнитивные технологии адаптации, обучения, развития и реабилитации человека в изменяющейся среде», работающего в рамках программы «Приоритет-2030», прошел семинар «Разработка мероприятий абилитации пациентов с моторными нарушениями».
Семинар начался с демонстрации серии опытов с применением приборов ООО «Нейроботикс», которые представил директор компании Владимир Конышев, в том числе нейрогарнитуры, позволяющей снимать энцефалограмму без добавления геля. Другое оборудование облегчает стимулирование и расслабление отделов мозга людей с посттравматическим стрессовым расстройством, высоким уровнем стресса, а также детей с синдромом дефицита внимания. Еще одна нейрогарнитура помогает управлять сжатием экзоскелета с помощью сигналов мозга.
Ведущий научный сотрудник Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ Евгений Благовещенский рассказал, что институт в течение 8 лет ведет совместный проект с Национальным медицинским исследовательским центром детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера по лечению артрогрипоза и пареза Дюшена — Эрба. Это редкие заболевания, ведущие к разрушению нейронов или аксонов и деградации мышц, причем артрогрипоз является врожденным заболеванием. Если поражается управление бицепса, рука превращается в плеть, ребенок может брать предмет, но не способен согнуть руку. Врачи Центра Турнера разработали уникальную операцию пересадки другой мышцы на место неработающего бицепса.
Ученые ИКН изучали, как пересадка влияла на процессы в мозге прооперированных детей, сравнивая ЭЭГ больных и здоровых детей, и по основным ритмам и мощности импульсов измерили длину временной корреляции нейронного сигнала. Выяснилось: во время абилитации, когда прооперированные дети обучаются новым навыкам, учатся владению рукой, изменение силы мышц и скорость моторных навыков связаны с динамикой альфа-ритмов мозга. Оценка ЭЭГ при решении когнитивных задач показала, что по динамике ритмов больные дети отличаются от здоровых, а значит, отметил эксперт НИУ ВШЭ, врачи могут применять ее как маркер заболевания и успешности лечения таких болезней.
Также, сообщил Евгений Благовещенский, в Центре Турнера создана лаборатория транскраниальной стимуляции, где мозг и мышцы детей картируются до и после операции и разработана методика, как сравнивать изменения в мышечном контроле.
В этой ситуации важно объективно оценивать происходящее с пациентами, в том числе через процессы, связанные с их речью, т.к. речь — один из наиболее чувствительных когнитивных факторов, отражающих перемены в восприятии и мышлении. Так, было показано: пассивное восприятие слов, связанных с движением пораженных конечностей, у больных детей отличается от такого же восприятия у здоровых детей. Такое отличие наблюдалось в реакциях и ЭЭГ-сигнале. Это еще раз подчеркивает важность ЭЭГ-анализа как биомаркера динамики заболевания и реабилитации.
Эксперт НИУ ВШЭ также пояснил: сложные операции по пересадке мышцы не всегда приводят к успеху: ребенок, привыкший к недействующей руке, пытается заместить ее функции с помощью наклонов тела или, например, учится доносить еду до рта коленями или даже ступней и по привычке продолжает использовать прежние практики. В этой ситуации нужно учить ребенка, как правильно действовать рукой. Для этого используется нейрообратная связь: если силы мышц не хватает, то прибор помогает пациенту, а если пациент делает слишком резкие движения, то, напротив, тормозит, чтобы достичь плавных движений и разрушить патологические синергии. Разработан прототип прибора, теперь важно найти биомехаников, способных создать серийный образец.
Также в ИКН разработали трансспинальную электростимуляцию, позволяющую достучаться до нейронов через спинной мозг и повысить их активность. Ученые предлагают отказаться от импульсной стимуляции и перейти к применению постоянного тока низкой интенсивности.
Евгений Благовещенский обратил внимание на необходимость коррекционных образовательных программ для детей с артрогрипозом ввиду имеющихся у них когнитивных нарушений. «Их нельзя оставлять как есть и применять обычные программы реабилитации, нужен персонифицированный подход», — подчеркнул он. Эксперт полагает: новые перспективы лечения таких детей связаны с экзоскелетами на основе обратной связи, в этом будущее ортопедии.