211service.com
In revalidatieklinieken, een mogelijke nieuwe rol voor hersen-computerinterfaces
Acht dwarslaesiepatiënten die hun gedachten gebruikten om een robotachtig exoskelet te bedienen, kregen gedeeltelijk gevoel en controle over hun benen terug, volgens een onderzoek dat wijst op een mogelijk nieuw type revalidatietherapie.
De studie, vandaag gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , is een vervolg op een veelbesproken spektakel tijdens het WK 2014 in Brazilië, waarin een verlamde patiënt op televisie werd getoond met behulp van een hersengestuurd robotachtig exoskelet om tegen een voetbal te trappen.
Het Walk Again-project, zoals het bekend staat, wordt geleid door Miguel Nicolelis, een in Brazilië geboren neurowetenschapper en oud-professor aan de Duke University, wiens provocerende werk met hersen-computerinterfaces fanfare en scepsis heeft aangewakkerd.
Een patiënt beweegt met behulp van het hersengestuurde robotexoskelet.
De acht patiënten, die allemaal een volledig dwarslaesie hadden, wat betekent dat ze verlamd waren en geen gevoel onder de laesie hadden, trainden een jaar lang twee keer per week met behulp van een hersencomputerinterface om ofwel een avatar te besturen die door een virtual-realitybril werd gezien of een robot harnas.
Er is een groeiend aantal bewijzen dat dergelijke biofeedback, zoals het observeren van een avatar die je bestuurt, mensen kan helpen herstellen van verwondingen, waaronder beroertes. De aanpak die ze nastreven, is het versterken van de neurologische signalen om plasticiteit, de genezing van de hersenen, te induceren, zegt Bolu Ajiboye, een onderzoeker op het gebied van hersen-computerinterfaces van Case Western University.
Tijdens het onderzoek droegen patiënten caps die hun hersengolven registreerden, of EEG-signalen, die ze gebruikten om bewegingen van een menselijke figuur te sturen die op een Oculus Rift-headset werd weergegeven. Patiënten gingen vervolgens over op het bedienen van een robotachtig exoskelet dat hun benen bewoog, waardoor ze konden opstaan of lopen op een loopband.
Nicolelis zegt dat patiënten na de training voor het eerst in jaren vrijwillig hun benen konden bewegen, zij het lichtjes. Ze kregen ook weer wat gevoel in hun onderste ledematen. Tegen het einde van de studie was de helft van de patiënten opgewaardeerd van een klinische diagnose van volledig dwarslaesie naar onvolledige dwarslaesie. In een telefonische briefing met journalisten noemde Nicolelis de resultaten het eerste onderzoek dat gebruikmaakte van een hersen-machine-interface voor de lange termijn die rapporteert over een soort gedeeltelijk herstel.
Via hersengolven leert een patiënt een avatar in virtual reality te besturen.
Waarom dergelijke technieken precies kunnen helpen, is niet bekend. Een theorie is dat wanneer mensen zich herhaaldelijk inspannen om hun EEG-signaal moedwillig te veranderen, dit kan helpen bij het herstellen van verbindingen met de resterende zenuwvezels onder het letselgebied. Mogelijk hebben we de resterende zenuwen weer aangewakkerd om berichten vanuit de hersenen van de patiënten naar de periferie te kunnen sturen, zegt Nicolelis.
Jose Contreras-Vidal, een ingenieur aan de Universiteit van Houston die ook onderzoek doet naar het gebruik van hersen-machine-interfaces om exoskeletten aan te drijven, zei dat het uit Nicolelis' onderzoek onduidelijk is welke van de zes verschillende gebruikte trainingstechnieken de verbetering zou kunnen hebben veroorzaakt. Dat betekent dat de techniek niet onmiddellijk door revalidatiecentra kan worden toegepast totdat deze beter wordt begrepen.
Het is echt moeilijk om de specifieke componenten te relateren aan de voordelen, zei Contreras-Vidal. Nu moeten we gaan zitten en deze effecten uit elkaar halen.