Пациенты без видимых признаков сознания смогли управлять звуком с помощью ЭЭГ

В исследовании Колумбийского университета примерно треть пациентов с тяжёлым острым повреждением мозга смогла менять частоту звукового сигнала, используя активность мозга. Сигналы считывали неинвазивные электроды ЭЭГ, подключённые к компьютеру. Участники находились в отделении интенсивной терапии и клинически не реагировали на окружающих.

Система предлагала пациентам мысленно попытаться открыть и закрыть руки, чтобы повысить или понизить тон звукового сигнала в наушниках. Компьютер анализировал мозговые волны в реальном времени и менял звук в ответ на них. После короткого обучения управлять сигналом смог примерно каждый третий участник из 41. Это удалось всем пациентам, у которых отдельное обследование выявило когнитивно-моторную диссоциацию — состояние, при котором человек сохраняет сознание, но не может выразить намерения движением.

Результаты показывают, что в будущем подобные интерфейсы могут помочь некоторым пациентам, которые выглядят находящимися в коме, сообщать врачам и близким о своих потребностях. Пока технология не предназначена для обычного клинического применения.

«Наш интерфейс мозг — компьютер — лишь первый шаг, но он показывает, что в принципе в будущем мы, возможно, сможем дать голос некоторым из этих пациентов», — сказал руководитель исследования Ян Клаассен, профессор неврологии Колумбийского университета.

Команда Клаассена ранее изучала признаки скрытого сознания у людей с тяжёлыми повреждениями мозга. В исследовании 2019 года учёные применили стандартную ЭЭГ и искусственный интеллект и обнаружили такие признаки у 15% пациентов, которые не отвечали на просьбы моргнуть, сжать кулак или пошевелить пальцами ног. Анализ показал, что некоторые пытались выполнить команды, но не могли привести мышцы в движение. Исследователи связывают это с нарушением связи между областями мозга, отвечающими за мышление и движение.

По словам Клаассена, выявление скрытого сознания может помочь врачам лучше планировать уход: пациенты с когнитивно-моторной диссоциацией чаще возвращают сознание и восстанавливают значительную часть повседневных функций. Однако методы её выявления пока применяются только в рамках исследований.

В отличие от некоторых других интерфейсов, разработанных для людей с параличом или нейродегенеративными заболеваниями, система Колумбийской команды не требует хирургической установки чипа. ЭЭГ уже используют для наблюдения за пациентами с повреждениями мозга в отделениях интенсивной терапии; разработчикам понадобилась специальная программа для обработки сигналов и настройки звуковой обратной связи. Функциональную МРТ ранее применяли, чтобы получить ответы на простые вопросы от одного пациента без видимых реакций, но этот метод непрактичен для повседневного использования.

Участники исследования и их семьи предложили добавить персональные настройки — например, голос близкого человека, — а также возможность выявлять боль, голод и признаки осознанности. Команда намерена доработать систему, чтобы пациенты могли сообщать, как они себя чувствуют.