Εγκέφαλος – Παραλυσία: Εγκεφαλική δραστηριότητα προβλέπει τη δύναμη μιας δραστηριότητας

Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, βρήκαν διασύνδεση μεταξύ της δραστηριότητας νευρικών ομάδων στον εγκέφαλο και του μεγέθους της δύναμης που παράγεται σε μια φυσική δράση, ανοίγοντας το δρόμο για την ανάπτυξη καλύτερων συσκευών για να βοηθηθούν ασθενείς με παράλυση. Συντονισμένα μοτίβα ηλεκτρικής δραστηριότητας στα βασικά γάγγλια – ομάδες νευρικών κυττάρων στον εγκέφαλο – έδειξαν να προβλέπουν πόση δύναμη παράγεται σε εκούσιες φυσικές δράσεις που βοηθά να ελεγχθούν, όπως το να σφίξει κάποιος μια γροθιά ή να σηκώσει ένα πόδι.

Εργαζόμενοι με ασθενείς οι οποίοι δέχθηκαν βαθιά εγκεφαλική διέγερση – μια χειρουργική διαδικασία που χρησιμοποιείται για να θεραπευθούν ορισμένα νευρολογικά συμπτώματα της ασθένειας του Πάρκινσον, όπως το τρέμουλο ή η ακαμψία – οι ερευνητές βρήκαν μια διασύνδεση μεταξύ των ηλεκτρικών πεδίων που δημιουργούνται στις νευρικές ομάδες των βασικών γαγγλίων και της δύναμης κρατήματος που παρήγαγαν οι ασθενείς. Τα ευρήματα θα μπορούσαν να εξηγήσουν τι πηγαίνει λάθος σε καταστάσεις όπως η ασθένεια του Πάρκινσον.

Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό eLifesciences, δείχνει ότι ο τρόπος που αυτές οι δραστηριότητες στα βασικά γάγγλια συνδυάζονται για να παραγάγουν ένα φυσικό αποτέλεσμα μπορούν να περιγραφούν μαθηματικά με ακρίβεια. Η πρόοδος έχει ήδη οδηγήσει σε συσκευές που βοηθούν παράλυτους ασθενείς με κίνηση, αλλά η νέα αυτή έρευνα θα κάνει δυνατό να παραχθούν συσκευές που ρυθμίζουν τη δύναμη ή την ταχύτητα των κινήσεων.

«Γίνονται τεράστια άλματα στην παραγωγή διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής, οι οποίες έχουν τεράστια ιατρική χρήση και δυνατότητα αποκατάστασης», είπε ο καθηγητής Peter Brown, από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης (Medical Research Council Brain Network Dynamics Unit), ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας. «Τα αποτελέσματα δείχνουν πώς τα βασικά γάγγλια βοηθούν να κατευθύνουν μέρη του εγκεφάλου να ελέγχουν τις αποκρίσεις των μυών και πώς μπορεί αυτό να πάει λάθος στην ασθένεια του Πάρκινσον».

«Η ακρίβεια με την οποία θα μπορούσε να προβλεφθεί η δύναμη, αυξάνει την δυνατότητα της παραγωγής σημάτων υψηλής απόδοσης για ελεγχόμενες από τον εγκέφαλο συσκευές, προσφέροντας την ακριβή προσαρμογή που θα ήταν αναγκαία για περισσότερο λεπτές και σύνθετες εργασίες, όπως το να σηκώνεις αντικείμενα. Το επόμενο βήμα θα είναι να ελεγχθεί πόσο καλά η λειτουργία που έχουμε προσδιορίσει μπορούν να ελέγξει στην πράξη τις διεπαφές εγκεφάλου-μηχανής, ειδικά σε χρόνια παράλυτους ασθενείς. Επίσης, θα χρειαστεί να ελεγχθεί αν πρόσθετες εγγραφές από άλλες περιοχές του εγκεφάλου χρειάστηκαν για να ελεγχθούν επαρκώς βοηθητικές συσκευές».

Πηγή: Oxford University

Περισσότερα στη δημοσίευση: Decoding gripping force based on local field potentials recorded from subthalamic nucleus in humans. eLife 2016.