Veliko ljudi po možganski kapi ima težave z gibanjem tudi po terapiji z najboljšimi strokovnjaki in metodami. Novi načini za učinkovitejšo terapijo možganske kapi bi lahko pomagali ljudem, ki si učinkoviteje opomorejo. Nekatere raziskovalne skupine so razvile sisteme vmesnika možgani-računalnik (BCI), ki lahko s snemanjem možganskih valov izmerijo, kdaj si bolnik po možganski kapi predstavlja gibanje rok. Razvili smo sistem BCI, ki uporablja možgansko aktivnost vsakega bolnika za nadzor mišičnega stimulatorja in monitorja med terapijo. Bolniki so med terapijo dobivali povratne informacije, ko so si pravilno predstavljali gib. Testirali smo 51 bolnikov, od katerih so nekateri pred mnogimi leti preboleli možgansko kap. Na podlagi rezultatov standardiziranih testov se je stanje 42 bolnikov po terapiji izboljšalo. Zato bi lahko terapija, ki temelji na BCI, pomagala nekaterim bolnikom z možgansko kapjo. Menimo, da bo v naslednjih nekaj letih prišlo do nadaljnjega napredka, ki bo privedel do učinkovitejših terapij z uporabo BCI.

Kaj se dogaja v možganih, ko oseba doživi možgansko kap?

Možganska kap je vrsta poškodbe možganov, ki je vse pogostejša, ker ljudje živijo dlje. Do kapi pride, ko se krvna žila v možganih zamaši ali začne krvaveti. V obeh primerih nekateri deli možganov niso prekrvavljeni, kar lahko povzroči resne poškodbe možganov. Po možganski kapi je pomembno, da bolnik takoj pride v bolnišnico. Včasih lahko zdravniki bolnikom pomagajo, da si v nekaj dneh po možganski kapi opomorejo od nekaterih možganskih poškodb. Vendar imajo mnogi bolniki tudi ob zdravljenju v bolnišnici resne in dolgotrajne poškodbe možganov in potrebujejo obsežno zdravljenje.

Možgani so sestavljeni iz dveh polovic, imenovanih leva in desna hemisfera. Običajno možganska kap prizadene le eno poloblo, zato imajo nekateri po možganski kapi težave z gibanjem leve ali desne strani telesa. V hujših primerih sta lahko bolnikova roka in noga na levi ali desni strani popolnoma paralizirani. V številnih blažjih primerih imajo bolniki težave le z eno roko ali nogo (ne z obema) in lahko normalno izvajajo skoraj vse gibe. Možganska kap lahko povzroči še eno težavo, imenovano spastičnost. To pomeni, da so nekatere mišice preveč napete. Bolniki imajo lahko bolečine, težave pri gibanju, nenamerne gibe in druge težave.

Težave pri gibanju lahko vodijo do številnih izzivov. Osebe, ki so preživele možgansko kap, morda ne bodo mogle delati ali uživati v svojih najljubših športih ali hobijih. Morda bodo potrebovali pomoč prijateljev in družine, lahko pa imajo tudi finančne težave zaradi izgube dela ter stroškov zdravljenja in nege. Nekaterim osebam, ki so preživele možgansko kap, je neprijetno v javnosti, ker menijo, da se jim bodo ljudje norčevali zaradi njihove invalidnosti. To je le nekaj razlogov, zakaj potrebujemo najboljše možne pristope in tehnologije, da bi bolnikom po možganski kapi pomagali povrniti sposobnost gibanja.

Kako se lahko možgansko-računalniški vmesniki uporabljajo za zdravljenje možganske kapi?

Predstavljajte si bolnika po možganski kapi, ki ne more več premikati ene roke. Pri zdravljenju bolnikov z možgansko kapjo terapevti bolnika pogosto prosijo, naj si predstavlja ali poskuša izvajati določene vrste gibov rok. V več deset terapevtskih seansah to pomaga možganom, da se ponovno naučijo, kako nadzorovati prizadeto roko. Za merjenje električne aktivnosti možganov se že vrsto let uporablja meritev, imenovana elektroencefalogram (EEG) [1]. Pri tej tehniki se uporabljajo majhni kovinski diski, imenovani elektrode, ki se namestijo na glavo. EEG nam lahko pove, katera področja možganov so aktivna. Če na primer namestimo elektrode na področja možganov, ki so odgovorna za gibanje in zaznavanje, lahko preučujemo možgansko aktivnost, ki se zgodi, ko se oseba giblje ali čuti.

EEG lahko združimo z vmesnikom možgani-računalnik (BCI) in tako ustvarimo novo vrsto zdravljenja možganske kapi. BCI je sistem, ki lahko osebi, ki prejema terapijo, v realnem času posreduje povratne informacije o možganski aktivnosti. Sistem BCI lahko zazna, kdaj si bolniki predstavljajo pravilne gibe rok, in jim sporoči, ali so ti gibi pravilni. Če si bolnik na primer predstavlja gibanje leve roke, lahko risana roka na monitorju posnema to gibanje, medtem ko mišični stimulator pomaga levi roki pri gibanju. Na ta način bolnik dobi nagrajujoče povratne informacije od sistema le, če pravilno izvaja namišljeni gib. Če bolnik vidi gibanje risane roke in hkrati čuti gibanje lastne roke, ga to lahko motivira in spodbudi možgane k ponovnemu učenju motoričnih funkcij. Razvite so bile še številne druge vrste BCI. Uporaba BCI pri zdravljenju po možganski kapi lahko privede do večje plastičnosti možganov, kar pomeni, da lahko možgani ustvarijo nove povezave, ki jim pomagajo pri ponovnem učenju določenih funkcij, kot je premikanje roke brez krčev ali drugih težav.

Kako smo izvedli znanstveno študijo recoveriX?

Za sodelovanje v naši študiji smo prosili 51 bolnikov. Ti bolniki so bili v povprečju stari 61 let in so kap doživeli v povprečju 37 mesecev pred začetkom študije. Nekateri menijo, da se stanje bolnikov, ki so imeli možgansko kap pred več kot 12 meseci, najverjetneje ne bo izboljšalo, vendar smo postavili drugačno hipotezo.

Bolniki so pred zdravljenjem opravili dve predhodni oceni. V predhodnih ocenjevanjih smo opravili teste, s katerimi smo preučili motorične sposobnosti vsakega pacienta in druge dejavnike. Predhodni oceni sta bili opravljeni na dva različna dneva, ki sta bila med seboj ločena za en mesec, da bi zagotovili, da smo pred terapijo dobro razumeli sposobnosti bolnikov. Nato so se bolniki udeležili 25 do 31 terapij BCI z licenciranim terapevtom. Vsaka seansa je trajala približno 1 uro, večina bolnikov pa je opravila 2 seansi (terapiji) na teden (slika 1). Nato smo opravili tri naknadne ocene, da bi preučili, kako se je vsak bolnik odzval. Prvo naknadno oceno smo opravili takoj po zadnji terapevtski seansi, druge naknadne ocene pa smo opravili 1 in 6 mesecev pozneje.

Slika 1 – Pri terapiji BCI bolniki po možganski kapi nosijo kapo z elektrodami in gledajo monitor, na katerem jim slika, na primer gibanje rok, pomaga pri ponovnem učenju gibanja. BCI bere električne signale iz možganov, vključno s tistimi, ki so povezani z gibanjem in občutkom dotika (obarvana področja), in bolniku na monitorju posreduje povratne informacije, ko pravilno izvaja gibe. Na bolnika so pritrjene tudi stimulacijske elektrode, ki mu pomagajo pri izvajanju posameznih gibov Terapija BCI vodi do izboljšanja motoričnih funkcij, saj nevroni v procesu, imenovanem plastičnost možganov, najdejo nove povezave.

Kaj zaznava sistem recoveriX v možganih?

Učinek terapije BCI smo raziskovali z merjenjem treh ločenih dejavnikov:

• • Natančnost BCI
  • Možganske aktivnosti
  • Gibanje

Natančnost BCI je način merjenja zavzetosti vsakega bolnika pri nalogah motoričnega slikanja. Visoka natančnost BCI pomeni, da je bolnik pozoren na naloge in si pravilno predstavlja gibe. Če si bolnik ne predstavlja nobenega gibanja, bo natančnost BCI približno 50-odstotna. Zato lahko nizka natančnost pomeni, da bolnik ne sodeluje ali da si gibov ne predstavlja pravilno. Terapevt lahko bolnika pouči, da bi mu pomagal izboljšati natančnost BCI (slika 2A).

Slika 2 – (A) Natančnost BCI iz terapevtskih seans od 1 do 31 za enega pacienta. Najprej je bila natančnost BCI pri razvrščanju gibanja leve in desne roke 65 %. Natančnost se je z dodatnimi terapevtskimi seansami izboljševala in na 25. terapiji dosegla 100 %. (B) Aktivacija možganov pred in po 31 terapijah z BCI. Bela barva pred terapijo pomeni, da ni aktivacije možganov za ustvarjanje gibov rok in prstov, medtem ko rdeča barva po terapiji pomeni večjo aktivacijo možganov. C3 je ime položaja elektrode nad področjem možganov, ki je odgovorno za gibanje desne roke.

Aktivnost možganov se meri ves čas terapije BCI. Običajno na začetnih terapijah področja možganov, ki se ukvarjajo z gibanjem, ne sodelujejo učinkovito. V tednih terapije pogosto opazimo, da so gibalna področja v možganih veliko bolj aktivna (slika 2B). Barve na sliki 2B označujejo aktivacijo možganov pri različnih frekvencah na področjih, ki so pomembna za gibanje. Os x označuje čas v vsakem poskusu; področja bolj desno označujejo poznejše čase v poskusu. Os y odraža različne frekvence. Spodnja območja grafa so nižje frekvence (označene z grško črko mu), višja območja grafa pa so višje frekvence (označene z grško črko beta).

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

Najpomembnejši učinek terapije z BCI je pomoč bolnikom pri ponovnem pridobivanju gibanja. Slika 3A prikazuje orodje, ki ga terapevti in znanstveniki uporabljajo za testiranje gibanja zapestja in roke in se imenuje test 9 zatičev, kjer mora pacient pobrati devet majhnih zatičev in jih vstaviti v devet majhnih luknjic. Paciente smo prosili, naj ta test večkrat izvedejo z obema rokama med procesom terapije, in spremljali čas, ki so ga potrebovali za izvedbo testa. Če je terapija z BCI pacientu pomagala, da je ponovno pridobil gibljivost, smo opazili, da se je čas, ki ga je pacient potreboval za izvedbo tega testa, med terapevtskimi seansami skrajšal (slika 3B).

Slika 3 – (A) Test 9 zatičev se lahko uporablja za testiranje gibanja zapestja in roke (B) Rezultati, ki kažejo izboljšanje gibanja roke enega pacienta med terapijo z BCI. Čas za dokončanje naloge s prizadeto (desno) roko se je skrajšal s 7 min 26 s na začetku terapije na 1 min 14 s po 28 terapijah. (C) Povzetek vseh testov motoričnih funkcij skupaj za vse preučevane bolnike. Če je vrstica nad ničlo, se je gibanje po terapiji izboljšalo. Pri devetinštiridesetih bolnikih je bilo opaziti izboljšanje, le pri dveh bolnikih pa se je gibanje zmanjšalo (eden je doživel drugo kap, drugi pa ni bil pozoren).

Poleg preizkusa 9 zatičev smo uporabili številne teste za merjenje bolečine, spastičnosti, koncentracije, spomina in tega, kako dobro lahko bolniki izvajajo različne gibe s pomočjo in brez nje. Nekateri testi so bili le vprašalniki, ki so spraševali o vsakodnevnih dejavnostih, na primer o tem, ali si lahko bolnik brez pomoči obleče majico. Z vsakim bolnikom smo opravili 18 testov, višji skupni rezultat testov pa je pomenil večje izboljšanje pri teh testih (slika 3C). Naši rezultati so pokazali, da je terapija z BCI večini bolnikov pomagala povrniti gibanje in/ali zmanjšati spastičnost rok in dlani. Ugotovili smo, da terapija bolje deluje pri bolnikih, ki dosežejo več kot 80-odstotno natančnost. Terapija BCI je delovala tudi več let po bolnikovi kapi. En bolnik je sodeloval 31 let po kapi in se je še vedno izboljševal! Rezultati so nam pokazali, da je terapija BCI pomagala bolnikovim možganom, da so se naučili bolje nadzorovati svoje gibe.

Doslej smo se osredotočali na rehabilitacijo rok in dlani. V prihodnosti bomo terapijo BCI uporabili pri bolnikih po kapi s prizadetimi nogami, da bi izboljšali njihovo hitrost hoje. Možganska kap lahko močno vpliva na ljudi na različne načine, zato je treba raziskati nove načine, kako jim pomagati pri okrevanju. Upamo, da bomo z dodatnimi raziskavami in razvojem naše skupine in drugih skupin razvili boljše terapevtske metode in naprave, da bodo bolniki lahko ponovno izvajali gibe za delo, zabavo, družabne dogodke in vsakdanje življenjske aktivnosti.

Ta članek je bil objavljen v reviji Frontiers For Young Minds, 1. oktober 2021.

Slovarček

Hemisfera: Desna in leva polovica možganov. Leva hemisfera nadzoruje gibanje na desni strani telesa in obratno.
Spastičnost: Ta motnja lahko vključuje krče (nehotene gibe), toge ali napete mišice, bolečine in pretirano aktivne reflekse. Ljudje imajo lahko težave z držo, hojo, tipičnimi vsakodnevnimi dejavnostmi in drugimi gibi.
Elektroencefalogram (EEG): Merjenje naravne električne aktivnosti, ki jo proizvajajo možgani, z elektrodami, nameščenimi na glavi.
Elektrode: Majhni senzorji, ki zaznavajo možgansko aktivnost. Elektrode EEG so običajno majhni kovinski diski, nameščeni v kapi, ki ne prodrejo skozi kožo in ne povzročajo bolečine.
Vmesnik možgani-računalnik (BCI): Sistem, ki uporablja neposredne meritve možganske aktivnosti za komunikacijo in nadzor v realnem času. Večina BCI za merjenje možganske aktivnosti uporablja EEG.
Motorična funkcija: Zmožnost premikanja delov telesa.
Plastičnost možganov: To je izjemna sposobnost možganov, da se spreminjajo in prilagajajo novim informacijam in situacijam, kot je terapija. Ta sposobnost pomaga ljudem pri okrevanju po možganski kapi in drugih poškodbah.