«Стратегия реабилитации»: как воображение может помочь в восстановлении двигательных функций

Российские учёные из Университета Иннополис (Татарстан) совместно с испанскими коллегами из Центра биомедицинских технологий Мадридского технического университета определили методом магнитоэнцефалографии (регистрации электрической активности головного мозга), какие участки лобных долей отвечают за два типа воображения двигательных функций человека — визуальное и кинестетическое. Об этом со ссылкой на публикацию в Scientific Reports (журнал группы Nature) сообщает пресс-служба Российского научного фонда, поддержавшего исследование.

Каждому человеку свойственен один из двух типов воображения, с помощью которого он представляет свои действия, утверждают исследователи. Наиболее распространённым считается визуальное воображение — большинство людей представляют какое-либо движение так, будто видят его со стороны. Другим типом воображения, присущим, например, многим спортсменам, является кинестетическое — при нём каждое действие осознаётся через ощущения собственных мышц. Методом магнитоэнцефалографии учёные определили у десяти добровольцев в возрасте от 20 лет до 31 года различные участки головного мозга, ответственные за активацию каждого типа воображения.

• Установка, регистрирующая активность мозга во время представления движения при визуальном и кинестетическом воображении
• © Parth Chholak et al. / Scientific Reports

В ходе эксперимента датчики магнитоэнцефалографа регистрировали сверхслабые магнитные поля головного мозга добровольца. Испытуемый мысленно выполнял движение своей левой или правой рукой — соответствующее задание появлялось на экране. У людей, которым свойственно представлять свои движения в виде картинки, активировались участки лобных долей, отвечающие за обработку визуальной информации. Другие участники эксперимента, которые воспроизводили движение руки при помощи кинестетических образов, задействовали те зоны мозга, которые связаны с выполнением реального действия.

Анализ полученных данных проводился как с использованием искусственного интеллекта, так и без участия нейронной сети. Комбинирование разных методик позволило создать полную картину происходящих в мозге процессов и разделить испытуемых на две чёткие группы по типам воображения.

• Различные типы воображения активируют разные зоны головного мозга. (A) Кинестетическое воображение. (B) Визуальное воображение.

Исследователи уверены, что их работа представляет особый интерес для современной реабилитационной медицины. Способность парализованного человека мысленно воспроизводить свои движения может быть использована в специальном интерфейсе «мозг — компьютер» для восстановления после инсульта или травмы головы. Также изученный механизм воображения может быть применён при разработке бионических протезов, отмечают учёные.

«Важным приложением подобных систем является нейрореабилитация... Воображение движений позволит ускорить восстановление двигательной активности, при этом важно заранее классифицировать пациентов с точки зрения типа представляемых ими движений. От этого будет зависеть дальнейшая стратегия реабилитации, что позволит существенно ускорить процесс восстановления двигательных функций организма после повреждений мозга», — заявил руководитель проекта профессор Университета Иннополис Александр Храмов.