אנשים רבים שעברו אירוע מוחי מתקשים לנוע, גם לאחר טיפול עם מיטב המומחים והשיטות. דרכים חדשות להפוך את הטיפול בשבץ ליעיל יותר יכולות לעזור לאנשים להתאושש בצורה יעילה יותר. כמה קבוצות מחקר פיתחו מערכות ממשק מוח-מחשב (BCI) שיכולות למדוד מתי חולה שבץ מדמיין תנועת יד על ידי רישום גלי מוח. פיתחנו BCI שהשתמש בפעילות המוח של כל מטופל כדי לשלוט בממריץ שרירים ובמוניטור במהלך הטיפול. המטופלים קיבלו משוב מתגמל במהלך הטיפול כאשר הם דמיינו תנועה נכונה. בדקנו 51 חולים, חלקם עברו שבץ לפני שנים רבות. 42 מטופלים השתפרו לאחר הטיפול, בהתבסס על תוצאות בדיקות סטנדרטיות. לכן, טיפול מבוסס BCI יכול לעזור לחלק מחולי שבץ מוחי. אנו חושבים שתהיה התקדמות נוספת בשנים הקרובות שיובילו לטיפולים יעילים יותר באמצעות BCIs.

מה קורה במוח כשאדם עובר שבץ?

שבץ מוחי הוא סוג של נזק מוחי שהופך נפוץ יותר מכיוון שאנשים חיים יותר. שבץ מוחי מתרחש כאשר כלי דם במוח חסום או מתחיל לדמם. בכל מקרה, חלקים מסוימים במוח אינם מקבלים את אספקת הדם הדרושה להם, מה שעלול לגרום לנזק מוחי חמור. לאחר אירוע מוחי, חשוב שהמטופל יגיע מיד לבית חולים. רופאים יכולים לפעמים לעזור לחולים להתאושש מחלק מהנזק המוחי תוך מספר ימים לאחר השבץ. עם זאת, גם עם טיפול בבית חולים, חולים רבים סובלים מנזק מוחי רציני ומתמשך וזקוקים לטיפול נרחב.

המוח מורכב משני חצאים, הנקראים ההמיספרה השמאלית והימנית. בדרך כלל, שבץ מוחי משפיע רק על חצי כדור אחד, כך שחלק מהשורדי שבץ מתקשים להזיז את הצד השמאלי או הימני של הגוף. במקרים חמורים, הזרוע והרגל של המטופל בצד שמאל או ימין עלולים להיות משותקים לחלוטין. במקרים קלים רבים יותר, חולים מתקשים רק ביד או ברגל (לא שניהם) והם יכולים לבצע כמעט את כל התנועות כרגיל. שבץ מוחי יכול לגרום לבעיה נוספת הנקראת ספסטיות. זה אומר שחלק מהשרירים מתוחים מדי. למטופלים עשויים להיות כאבים, קושי בתנועה, תנועות לא מכוונות ובעיות אחרות.

קושי בתנועה יכול להוביל לאתגרים רבים. אולי נפגעי שבץ לא יוכלו לעבוד או ליהנות מהספורט או התחביבים האהובים עליהם. הם עשויים להזדקק לעזרה מחברים ובני משפחה, וייתכן שיהיו להם בעיות כלכליות מאובדן עבודה ועלויות הטיפול והטיפול. לחלק מהשורדים שבץ מוחי לא נוח להיות בציבור כי הם חושבים שאנשים יקניטו אותם על המוגבלות שלהם. אלו רק כמה סיבות מדוע אנו זקוקים לגישות ולטכנולוגיות הטובות ביותר האפשריות כדי לעזור לחולי שבץ לשחזר את יכולת התנועה.

כיצד ניתן להשתמש בממשקי מוח-מחשב לטיפול בשבץ מוחי?

תארו לעצמכם חולה שבץ שכבר אינו מסוגל להזיז יד אחת. כדי לטפל בחולי שבץ, מטפלים מבקשים מהמטופל לעתים קרובות לדמיין או לנסות סוגים מסוימים של תנועות ידיים. מעל עשרות מפגשי טיפול, זה עוזר למוח ללמוד מחדש כיצד לשלוט ביד הפגועה. מדידה הנקראת אלקטרואנצפלוגרמה (EEG) שימשה במשך שנים רבות למדידת הפעילות החשמלית של המוח [1]. טכניקה זו משתמשת בדסקיות מתכת קטנות הנקראות אלקטרודות, המונחות על הראש. ה-EEG יכול לומר לנו אילו אזורים במוח פעילים. לדוגמה, על ידי הצבת אלקטרודות על אזורי המוח האחראים לתנועה ולתחושה, נוכל ללמוד את הפעילות המוחית המתרחשת כאשר אדם זז או מרגיש תחושה.

ניתן לשלב EEG עם ממשק מוח-מחשב (BCI) כדי ליצור סוג חדש של טיפול בשבץ מוחי. BCI היא מערכת שיכולה לספק משוב בזמן אמת על פעילות המוח לאדם המקבל טיפול. מערכת BCI יכולה לזהות מתי המטופלים מדמיינים את תנועות היד הנכונות ויכולה ליידע את המטופלים אם תנועות אלו נכונות. לדוגמה, אם המטופל מדמיין תנועה של יד שמאל, אז יד מצוירת על המוניטור עשויה לחקות את התנועה הזו, בעוד שממריץ שרירים עוזר ליד שמאל לנוע. כך המטופל מקבל משוב מתגמל מהמערכת רק תוך ביצוע נכון של התנועה המדומיינת. לראות יד מצוירת זזה תוך כדי תחושת הידיים שלהם זזות יכול לעזור להניע את המטופלים ולעודד את המוח שלהם ללמוד מחדש תפקודים מוטוריים. סוגים רבים אחרים של BCIs פותחו. שימוש ב-BCI בטיפול לאחר שבץ מוחי יכול להוביל להגברת הפלסטיות של המוח, כלומר המוח יכול ליצור קשרים חדשים שעוזרים לו ללמוד לבצע שוב פונקציות מסוימות, כגון הזזת היד ללא עוויתות או קשיים אחרים.

איך ביצענו את המחקר המדעי של recoveriX?

ביקשנו מ-51 מטופלים להשתתף במחקר שלנו. חולים אלו היו בני 61 בממוצע, ועברו את השבץ שלהם בממוצע 37 חודשים לפני המחקר. יש אנשים המאמינים שמטופלים שעברו שבץ מוחי לפני יותר מ-12 חודשים כנראה לא ישתפרו, אבל שיערנו אחרת.

המטופלים השתתפו בשתי הערכות מוקדמות לפני הטיפול. בהערכות המוקדמות, ערכנו מבחנים לחקר המיומנויות המוטוריות של כל מטופל וגורמים נוספים. הערכות מוקדמות נעשו בשני ימים שונים, מופרדים על ידי חודש אחד, כדי להבטיח שהבנו היטב את היכולות של המטופלים לפני הטיפול. לאחר מכן, המטופלים השתתפו ב-25 עד 31 פגישות טיפול BCI עם מטפל מורשה. כל מפגש נמשך כשעה, ורוב החולים עשו 2 מפגשים בשבוע (איור 1). לאחר מכן, עשינו שלוש הערכות לאחר כדי ללמוד כיצד כל מטופל השתנה. ההערכה הראשונה לאחר הבדיקה נעשתה מיד לאחר הפגישה הטיפולית האחרונה, והערכה נוספת לאחר 1 ו-6 חודשים לאחר מכן.

איור 1 – בטיפול ב-BCI, חולי שבץ לובשים כובע אלקטרודה וצופים במוניטור שבו תמונה, כגון ידיים זזות, עוזרת להם ללמוד מחדש כיצד לזוז. ה-BCI קורא אותות חשמליים מהמוח, כולל אלו המעורבים בתנועה ובתחושת המגע (אזורים צבעוניים), ונותן למטופל משוב על המוניטור כאשר התנועות מבוצעות בצורה נכונה. ישנן גם אלקטרודות גירוי המחוברות למטופל שעוזרות לו לבצע כל תנועה טיפול BCI מוביל לשיפור התפקודים המוטוריים מכיוון שהנוירונים מוצאים קשרים חדשים, באמצעות תהליך הנקרא פלסטיות מוחית.

מה recoveriX מזהה מהמוח?

חקרנו את ההשפעה של טיפול ב-BCI על ידי מדידת שלושה גורמים נפרדים:

• • BCI דיוק
  • פעילות מוחית
  • תְנוּעָה

דיוק BCI הוא דרך למדוד את המעורבות של כל מטופל במשימות הדמיון המוטורי. דיוק BCI גבוה מצביע על כך שהמטופל שם לב למשימות ומדמיין את התנועות בצורה נכונה. אם המטופל אינו מדמיין תנועה כלשהי, דיוק ה-BCI יהיה בסביבות 50%. לכן, דיוק נמוך עשוי להצביע על כך שהמטופל אינו משתתף או שאינו מדמיין תנועות בצורה נכונה. לאחר מכן, מטפל עשוי לאמן את המטופל לעזור לו או לה לשפר את דיוק ה-BCI (איור 2A).

איור 2 – (א) דיוק BCI מפגישות טיפול 1 עד 31 עבור מטופל אחד. בהתחלה, דיוק ה-BCI בסיווג תנועת יד שמאל לעומת ימין היה 65%. הדיוק השתפר עם פגישות טיפול נוספות והגיע ל-100% בפגישה 25. (ב) הפעלת מוח לפני ואחרי 31 מפגשים של טיפול BCI. הצבע הלבן לפני הטיפול מצביע על כך שאין הפעלת מוח ליצירת תנועות ידיים ואצבעות, בעוד שהצבע האדום לאחר הטיפול מצביע על הפעלת מוח רבה יותר. C3 הוא שמה של מיקום האלקטרודה מעל אזור המוח האחראי על תנועת יד ימין.

פעילות המוח נמדדת לאורך כל הטיפול ב-BCI. בדרך כלל, בפגישות הטיפול המוקדמות, אזורי התנועה של המוח אינם פועלים יחד ביעילות. במהלך השבועות של הטיפול, אנו רואים לעתים קרובות שאזורי התנועה במוח הופכים פעילים הרבה יותר (איור 2B). הצבעים באיור 2B מציינים את הפעלת המוח בתדרים שונים על פני אזורים שחשובים לתנועה. ציר ה-x מציין את הזמן בכל ניסוי; אזורים יותר מימין מציינים זמנים מאוחרים יותר במשפט. ציר ה-y משקף תדרים שונים. האזורים התחתונים של הגרף הם תדרים נמוכים יותר (מסומנים באות היוונית mu) והאזורים הגבוהים בגרף הם תדרים גבוהים יותר (מסומנים באות היוונית בטא).

You are currently viewing a placeholder content from Youtube. To access the actual content, click the button below. Please note that doing so will share data with third-party providers.

More Information

Unblock content Accept required service and unblock content

ההשפעה החשובה ביותר של טיפול BCI היא עזרה למטופלים להחזיר את התנועה. איור 3A מציג כלי שמטפלים ומדענים משתמשים בו כדי לבדוק את תנועת שורש כף היד והיד, הנקרא מבחן יתדות תשעה חורים מכיוון שהמטופל חייב להרים תשע יתדות קטנות ולהכניס אותן לתשעה חורים קטנים. ביקשנו מהמטופלים לבצע בדיקה זו בשתי ידיים מספר פעמים במהלך תהליך הטיפול ועקבנו אחר הזמן שנדרש להם להשלים את הבדיקה. אם טיפול ב-BCI עזר למטופל להחזיר תנועה, ראינו ירידה בזמן שנדרש לאותו מטופל להשלים את הבדיקה הזו במהלך הפגישות הטיפוליות (איור 3B).

איור 3 – (א) ניתן להשתמש בבדיקת יתדות תשעה חורים לבדיקת תנועת שורש כף היד והיד. (ב) תוצאות המראות שיפור בתנועת יד של מטופל אחד במהלך טיפול BCI. הזמן להשלמת המשימה עם היד הפגועה (הימנית) ירד מ-7 דקות ו-26 שניות בתחילת הטיפול לדקה אחת ו-14 שניות לאחר 28 טיפולים. (ג) סיכום של כל בדיקות התפקוד המוטורי, בשילוב, עבור כל החולים שנחקרו. אם הרף מעל אפס, התנועה השתפרה לאחר הטיפול. 49 חולים הראו שיפורים, בעוד שרק שני חולים הראו ירידה בתנועה (אחד עבר שבץ נוסף והשני לא שם לב)..

השתמשנו בבדיקות רבות בנוסף למבחן יתדות תשעה חורים כדי למדוד כאב, ספסטיות, ריכוז, זיכרון, ועד כמה מטופלים יכולים לבצע תנועות שונות עם ובלי עזרה. חלק מהבדיקות היו רק שאלונים ששאלו על פעילויות יומיומיות, כמו האם המטופל יכול ללבוש חולצה ללא עזרה. ערכנו 18 בדיקות עם כל מטופל, וציון מבחן משולב גבוה יותר הצביע על שיפור גדול יותר בבדיקות אלו (איור 3ג). התוצאות שלנו הראו שהטיפול ב-BCI עזר לרוב החולים להחזיר את התנועה ו/או להפחית ספסטיות בידיים ובזרועותיהם. מצאנו שהטיפול עובד טוב יותר עבור מטופלים המשיגים דיוק של יותר מ-80%. טיפול BCI אפילו עבד שנים רבות לאחר השבץ של המטופל. מטופל אחד השתתף 31 שנים לאחר השבץ ועדיין השתפר! התוצאות שלנו אמרו לנו שטיפול ב-BCI עזר למוחם של המטופלים ללמוד כיצד לשלוט טוב יותר בתנועותיהם.

עד כה, עבודתנו התמקדה בשיקום הזרועות והידיים. בעתיד, נשתמש בטיפול BCI בחולי שבץ עם רגליים פגועות, כדי לשפר את מהירות ההליכה שלהם. שבץ מוחי יכול להשפיע מאוד על אנשים בדרכים רבות, ולכן יש צורך עז לחקור דרכים חדשות שיעזרו להם להחלים. עם מחקר ופיתוח נוספים מהקבוצה שלנו ומקבוצות אחרות, אנו מקווים לפתח שיטות טיפול ומכשירים טובים יותר כך שהמטופלים יוכלו שוב לבצע תנועות לעבודה, כיף, אירועים חברתיים ופעילויות יומיומיות.

מאמר זה פורסם ב, גבולות למוחות צעירים, 1 באוקטובר 2021.

מילון מונחים

המיספרות: החצאים הימניים והשמאליים של המוח. ההמיספרה השמאלית שולטת בתנועה בצד ימין של הגוף, ולהיפך.
ספסטיות: הפרעה זו יכולה לכלול עוויתות (תנועות לא רצוניות), שרירים נוקשים או תפוסים, כאבים ורפלקסים יתר. אנשים עשויים להיתקל בבעיות יציבה, הליכה, פעילויות יומיומיות טיפוסיות ותנועות אחרות.
אלקטרואנס-פלוגרמה (EEG): מדידה של הפעילות החשמלית הטבעית המיוצר על ידי המוח, המתקבלת באמצעות אלקטרודות המונחות על הראש.
אלקטרודות: חיישנים קטנים המזהים פעילות מוחית. אלקטרודות EEG הן בדרך כלל דיסקיות מתכת קטנות המורכבות במכסה, שאינן חודרות לעור ואינן גורמות לכאב.
ממשק מוח-מחשב (BCI): מערכת המשתמשת במדידות ישירות של פעילות המוח כדי לספק תקשורת ושליטה בזמן אמת. רוב BCIs משתמשים ב-EEG כדי למדוד את פעילות המוח.
תפקוד מוטורי: היכולת להזיז חלקים בגוף.
גמישות המוח: היכולת המדהימה של המוח לשנות את עצמו כדי להסתגל למידע ולמצבים חדשים, כגון טיפול. יכולת זו עוזרת לאנשים להתאושש משבץ ומפציעות אחרות.