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Skoltech présente une nouvelle méthode de rééducation des personnes après un AVC à l'aide d'un simulateur VR

Les scientifiques de Skoltech ont mis au point une méthode de rééducation des patients aux jambes immobilisées après un accident vasculaire cérébral ou une blessure. Il est basé sur l'interface cerveau-ordinateur avec la réalité virtuelle et la stimulation électrique non invasive de la moelle épinière. Cette méthode aide les patients paralysés à reprendre le contrôle de leurs membres inférieurs en reconnectant l'intention de bouger et la contraction des muscles nécessaires pour le faire. Le système favorise le développement de mouvements qui semblent naturels. Le développement a été présenté à la IV Conférence Internationale "Neurotechnologies et neurointerfaces".

Auteur de l'ouvrage, chercheur stagiaire à Skoltech

« Les patients victimes d'AVC doivent souvent suivre un programme de réadaptation pour reconnecter l'intention du cerveau de bouger un membre et l'activité musculaire correspondante ; parfois cela est également vrai lorsqu'il est immobilisé en raison d'une blessure. Le simulateur créé par notre équipe pour la première fois combine les éléments suivants : un casque VR qui soutient l'illusion d'un membre libre et montre au patient une cible virtuelle qui doit être déplacée ; une interface neuronale qui enregistre l'intention du patient ; un robot qui met en œuvre le mouvement de la jambe le long d'une trajectoire naturelle. Et enfin, la stimulation électrique de la moelle épinière à travers la peau, qui, grosso modo, amplifie le signal provenant du cerveau.

L'interface neurale faisant partie du simulateur est un appareil standard, qui est un capuchon avec des électrodes qui enregistrent l'activité électrique du cerveau. Mais le logiciel est spécialement modifié par les chercheurs et affûté précisément pour reconnaître l'intention de faire un mouvement.

Le robot de déplacement des membres est un manipulateur industriel de KUKA avec des capteurs de couple de haute précision. Il déplace la jambe du patient dans la direction de la cible VR sur laquelle il se concentre. Le logiciel écrit par l'équipe permet au robot de reproduire les mouvements naturels du corps en adaptant la trajectoire caractéristique des membres d'une personne saine.

Plusieurs cibles sont visibles dans des lunettes de réalité virtuelle, en direction de l'une desquelles le patient bouge son pied. Il se concentre sur le mouvement, et l'intention est lue par l'interface cerveau-ordinateur à partir de l'activité neuronale, et le robot exécute le mouvement, mais en réalité virtuelle, l'utilisateur ne voit qu'une jambe en mouvement, sans manipulateur. Pour le cerveau, le mouvement semble l'avoir causé et contrôlé, ce qui aide à rétablir la connexion rompue.

Enfin, le dernier élément du système est la stimulation électrique non invasive de la moelle épinière avec des électrodes de surface collées au dos au niveau de la colonne vertébrale. Le fait est que les neurones peuvent recevoir du cerveau le soi-disant signal sous-seuil, ce qui n'est pas suffisant pour l'activation. Et la stimulation externe vous permet de surmonter cette barrière et finalement de former des connexions neuronales fiables qui peuvent fonctionner sans support artificiel.

Co-auteur de l'étude, Professeur Associé à Skoltech, Responsable du Laboratoire de Robotique Spatiale Intelligente

« Selon la Fédération internationale de robotique, en 2021, les ventes de robots médicaux ont augmenté de 23 % et 14 823 robots médicaux ont été vendus dans le monde, principalement chirurgicaux et de rééducation. Notre travail est une étape importante vers la compréhension des besoins des patients par rapport aux fonctionnalités clés. À l'avenir, en coopération avec les hôpitaux, nous pourrons développer des robots de rééducation pour le marché russe afin d'améliorer la qualité de vie des personnes handicapées dans notre pays. Il reste encore beaucoup de travail à faire avant que la méthode puisse être utilisée en pratique clinique. Nous prévoyons de tester rigoureusement l'efficacité du système et d'ajouter des éléments de gamification - nous espérons que les patients les apprécieront et les trouveront utiles.

Skoltech présente une nouvelle méthode de rééducation des personnes après un AVC à l'aide d'un simulateur VR