Помощь людям оправиться от изнурительных последствий инсульта – чрезвычайно сложная задача, требующая глубоких знаний в области нейрофизиологии, а также эффективной терапии. Продвижение таких знаний для улучшения терапевтических возможностей и результатов было основным направлением исследований Сергея Адамовича, доцента кафедры биомедицинской инженерии, с тех пор, как он присоединился к факультету NJIT более десяти лет назад. Это работа, значение которой подчеркивается значительным финансированием из таких источников, как Национальные институты здравоохранения (NIH).
Совсем недавно NIH наградил Адамовича и коллегу Рутгерса Юджина Туника, доктора философии.D., PT, $ 1.3 миллиона долларов (с субподрядом на 415000 долларов с NJIT) на продолжение этой работы. Туник – директор Лаборатории изучения движений в Школе профессий, связанных со здоровьем Рутгерса, расположенной в Ньюарке.
Новое финансирование было присуждено под названием "Планирование и обновление лобно-теменной сети для захвата." Что касается его значения для исцеления, грант позволит Адамовичу и Тунику исследовать сети мозга, связанные с движением, особенно с контролем рук и кистей. Насколько мы знаем о нейронных механизмах управления движением, многое еще неизвестно, говорит Адамович.
Создание базовой линии
Понимание того, как отдельные части мозга взаимодействуют для координации движений рук и рук у здоровых людей, является важной отправной точкой для разработки более эффективных методов реабилитации после инсульта. Это базовые знания лобно-теменных областей мозга, которые, по словам исследователей, в конечном итоге необходимы для восстановления движений, нарушенных вследствие инсульта или черепно-мозговой травмы.
В исследовании будут использоваться методы и оборудование, которые включают функциональную магнитно-резонансную томографию (фМРТ) для картирования активности мозга, неинвазивную транскраниальную магнитную стимуляцию для индукции реакции в определенных областях мозга, а также роботизированные системы / системы обучения виртуальной реальности, которые используют экзоскелет руки CyberGrasp и библиотека терапевтических видеоигр, разработанная в лаборатории Адамовича в NJIT. Взаимодействие мозга и мышц будет отображено во время различных обычных действий по захвату и захвату с физическими объектами и задачами в виртуальных видео средах.
Кроме того, исследуемые области мозга будут стимулироваться у участвующих добровольцев в лаборатории Tunik’s Rutgers, чтобы определить роль этих областей в контроле конкретных движений. "В нашем исследовании активность нейронов головного мозга можно регулировать электрически с помощью транскраниальной магнитной стимуляции," Адамович объясняет. "Вы применяете короткий магнитный импульс, который проходит через череп и индуцирует электрические токи на поверхности мозга. Эти токи мешают нормальной мозговой деятельности. Это метод, широко используемый как в фундаментальных исследованиях, так и в клинических приложениях, например, в психиатрии для лечения депрессии и других расстройств. Мы будем применять его к нарушению движений."
Следующие шаги
Новое исследование, которое инициирует Адамович, дополняет предыдущие усилия, которые привели к разработке терапевтических вмешательств при инсульте, которые в настоящее время оцениваются в подостром реабилитационном центре, обслуживаемом больницей Св. Система здравоохранения Джозефа в Уэйне, Нью-Джерси. Роботизированные упражнения и физические упражнения в виртуальной реальности дали положительные результаты при первоначальной оценке в NJIT с добровольцами, у которых были хронические нарушения более чем через шесть месяцев после инсульта. На ул. Джозефа, цель состоит в том, чтобы увидеть, могут ли те же вмешательства помочь пациентам в клинических условиях восстановить функцию кисти и руки почти сразу после того, как они испытали инсульт.
Адамович надеется получить дополнительные улучшения от нейрофизиологических исследований, которые проводятся со здоровыми людьми. "В конце концов, мы хотим узнать, насколько полезным может быть сочетание уже разработанных нами методов лечения с неинвазивной стимуляцией мозга, методом, который при правильном применении не имеет известных отрицательных побочных эффектов," он говорит. "Выполнение упражнений для руки и кисти с соответствующей стимуляцией мозга до или во время тренировки может улучшить общую эффективность терапевтической программы.
"Итак, мы изучаем, как, например, организовано движение здорового человека по дотягиванию или хватанию с точки зрения того, какие части мозга участвуют, как они взаимодействуют друг с другом, какая часть отвечает за какой аспект движения. Обладая этими знаниями, мы можем более эффективно разрабатывать протоколы для стимуляции задействованных узлов нейронной сети для улучшения результатов реабилитации."
Адамович также ссылается на многообещающий потенциал вникания в вопрос, почему одна и та же терапевтическая программа, включающая неинвазивную стимуляцию, может помочь одним людям, а другим – нет. "Более глубокое понимание сетей в мозгу, которые контролируют движение, могло бы позволить адаптировать терапию на индивидуальной основе, прописать “ рецепт ” лечения, которое даст наилучший результат для конкретного человека."