Глубоко проникнув в мозг, группа исследователей из Института биоэлектронной медицины Института медицинских исследований им. Файнштейна расшифровала сигналы, связанные с движением и прикосновением. Результаты исследования были опубликованы сегодня в журнале Frontiers in Neuroscience в сотрудничестве с Медицинским колледжем Бейлора и Вашингтонским университетом в Сент-Луисе.
Эта первая демонстрация декодирования борозды и подкорковой активности поможет исследователям лучше понять, как мозг обрабатывает тактильные стимулы и управляет движениями рук. Эти результаты и будущие исследования могут привести к новым терапевтическим методам восстановления движения или чувствительности у тех, кто, возможно, потерял их из-за травмы, диабета или общей невропатии.
Трое участников перенесли минимально инвазивную операцию по имплантации стереоэлектроэнцефалографических электродов (SEEG) глубоко в мозг - в борозды и области белого вещества, - что не было широко изучено для расшифровки активности мозга . Процедура проводилась под руководством нейрохирурга, доцента Института биоэлектронной медицины и соруководителя исследования, доктора медицины Ашеша Мехты. Исследователи попросили участников выполнять задачи руками через соединение мозг-компьютер (BCI). Идентифицируя и извлекая повторяющиеся нейронные сигналы, исследователи смогли надежно и точно предсказать движения пальцев и тактильные раздражители подушечек разных пальцев.
«Будь то диабет или травма, миллионы людей живут без того, что многие из нас считают само собой разумеющимся - осязания», - сказал Чад Бутон, профессор Института биоэлектронной медицины Института Файнштейна и соруководитель исследования учиться. «Наблюдая за этими сигналами, скрытыми глубоко внутри мозга, мы на один шаг ближе к восстановлению этого ощущения с помощью стимуляции и достижений в области биоэлектронной медицины ».
Институты Файнштейна - это глобальный научный центр биоэлектронной медицины, области исследований, которая объединяет молекулярную медицину, нейробиологию и биомедицинскую инженерию для разработки инновационных методов лечения с целью лечения заболеваний и состояний посредством целевой стимуляции нервов, включая паралич, артрит, легочную гипертензию. и воспалительное заболевание кишечника.
Результаты этого исследования подтверждают гипотезу о том, что электроды SEEG могут быть эффективным методом нейронного декодирования и использования в системах интерфейса мозг-компьютер . Этот минимально инвазивный подход снижает риск и может стать предпочтительным подходом для многих приложений BCI для восстановления движения и чувствительности.
«Используя подходы биоэлектронной медицины, включая нейронное картирование и стимуляцию мозга, исследователи лучше понимают, как мозг взаимодействует с остальным телом», - сказал Кевин Дж. Трейси, доктор медицины, президент и генеральный директор Feinstein Institutes.
Это исследование продолжает основываться на работе профессора Бутона и его сотрудников по сенсомоторному картированию и стимуляции. Совсем недавно его команда опубликовала результаты в журнале « Стимуляция мозга» , впервые продемонстрировав, что высоко очаговые ощущения кончиков пальцев можно вызвать с помощью мозгового имплантата SEEG.
