Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско разработали метод персональной настройки глубокой стимуляции мозга (DBS), который помогает улучшить походку у пациентов с болезнью Паркинсона. Работа опубликована в журнале npj Parkinson's Disease.
Болезнь Паркинсона — это хроническое прогрессирующее заболевание нервной системы, при котором разрушаются нейроны, вырабатывающие дофамин. Это приводит к тремору, скованности, замедленности движений и нарушению равновесия. Одним из самых тяжелых проявлений болезни становится нарушение походки: мелкие шажки, «прилипание» ног к полу и плохая координация.
DBS — хирургическая процедура, при которой в определенные участки мозга имплантируются электроды, посылающие импульсы и корректирующие работу нейронных сетей. Обычно такая настройка направлена на снижение тремора или скованности, а не на улучшение походки. Настроить стимуляцию для ходьбы сложно, поскольку это комплексный процесс, требующий согласованной работы нескольких отделов мозга, а стандартные подходы не учитывают эту специфику.
В новом исследовании ученые использовали носимые датчики и имплантированные регистрирующие устройства, чтобы измерить, как разные параметры стимуляции влияют на походку. Затем они применили алгоритмы машинного обучения для подбора индивидуальных настроек. Каждому из трех участников эксперимента удалось найти параметры, которые сделали шаги более уверенными и увеличили скорость передвижения. В одном случае улучшение составило 18% по специальному индексу качества ходьбы.
Исследователи также выявили, что лучший результат связан со снижением активности в так называемом бета-диапазоне (12–30 Гц) в области мозга, участвующей в контроле движений, особенно в определенные фазы шага. Это открывает перспективы создания «умных» DBS-систем, которые будут подстраиваться под состояние пациента в реальном времени.
По словам авторов, хотя исследование было небольшим, подход показал, что персонализированная стимуляция может значительно улучшить качество жизни людей с болезнью Паркинсона. В будущем такие системы смогут автоматически менять настройки в течение дня, помогая пациентам сохранять подвижность и независимость.
Ранее был найден способ определить рак гортани по голосу.