Российские ученые собрали базу данных для подбора программы реабилитации после инсульта

Ученые Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта совместно с коллегами из Сколтеха, Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России и МГУ им. М.В. Ломоносова собрали уникальный набор данных, позволяющий отслеживать динамику реабилитации людей после инсульта сразу по двум важным показателям — активности нейронов и насыщении крови в мозге кислородом. Полученный датасет могут использовать врачи для оценки эффективности восстановления пациентов, а также для подбора индивидуальных программ их реабилитации.

Инсульт — это нарушение кровотока в мозге из-за кровоизлияния или закупорки сосудов, которое приводит к повреждению тканей. Большинство людей, переживших инсульт, сталкиваются с двигательными расстройствами: полной или частичной потерей подвижности в руке, ноге или половине тела (обычно на стороне, противоположной очагу поражения в мозге).

Существуют программы реабилитации после инсульта, и их эффективность во многом зависит от того, насколько точно врач может оценить состояние мозга пациента и подобрать подходящий план ухода. Степень поражения тканей мозга оценивают с помощью МРТ и электроэнцефалографии (ЭЭГ) — методов, которые позволяют выявить зону повреждений и проследить, активность каких нервных клеток нарушилась из-за инсульта.

Однако в ходе реабилитации пациента МРТ обычно не проводят регулярно из-за дороговизны и сложности оборудования, а ЭЭГ не совсем показательна как диагностический метод. В результате врачи не могут в динамике наблюдать, есть ли у человека улучшения. Более того, такие методы не дают информации о кровоснабжении мозга, которое было нарушено при инсульте.

Авторы провели исследование, в котором участвовало 16 добровольцев в возрасте от 42 до 71 года, перенесших инсульт и имевших умеренные двигательные нарушения. Все участники проходили стандартную двухнедельную программу реабилитации под наблюдением врачей.

В течение этого периода исследователи несколько раз просили пациентов выполнить простое задание: реагировать на вспышки света справа или слева, нажимая на кнопку пальцами соответствующей руки. Во время каждого эксперимента ученые записывали данные ЭЭГ пациентов и измеряли активность кровотока в мозге. Для этого ткани головы добровольцев просвечивали безопасным инфракрасным светом, который хорошо проникает в организм. По тому, как ткани поглощали свет, ученые оценивали, как в крови меняются уровни гемоглобина, богатого и обедненного кислородом. Их соотношение позволяет определить, насколько интенсивно кровь поступает в те или иные зоны мозга, и, следовательно, насколько активны нейроны в этих областях.

Анализ полученных данных показал, что во время движений рукой, за которую отвечало поврежденное полушарие (например, правой при инсульте в левой части головы) у пациентов активировались оба полушария мозга, причем здоровое (в данном случае правое) — сильнее. Это указывает на то, что мозг пытался компенсировать повреждение за счет «ресурсов» неповрежденной стороны.

«Совмещение данных по электрической активности мозга и изменению кровотока в нем, а также по двигательной активности пациентов может позволить найти новые маркеры того, насколько хорошо проходит реабилитация и каких результатов стоит ожидать по ее завершении. Полученный датасет может быть полезен для последующих разработок в области индивидуализированных подходов к реабилитации и интерфейсов мозг-компьютер. В дальнейшем нам хотелось бы исследовать, насколько данные маркеры могут быть применимы на практике. Также интересно будет улучшить уже существующие нейроинтерфейсы или, возможно, разработать новые, основанные на мультимодальном подходе», — рассказал один из авторов исследования, младший научный сотрудник Балтийского центра нейротехнологий и искусственного интеллекта БФУ имени Иммануила Канта Артемий Беркмуш-Антипова.

Собранный российскими учеными набор данных опубликован в открытом доступе.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации