Технології використання нейрогарнітур для протезування кінцівок

Анотація

У статті розглянуто сучасні підходи до використання нейрогарнітур та нейрокомп’ютерних інтерфейсів у системах протезування кінцівок. Актуальність дослідження зумовлена стрімким зростанням кількості людей з ампутаціями у світі та, зокрема, в Україні, що потребує ефективних технологій відновлення рухових функцій і підвищення якості життя. Показано, що традиційні міоелектричні протези мають обмеження, пов’язані з нестабільністю сигналів та складністю керування, особливо у випадках високих або двосторонніх ампутацій. Особливу увагу приділено нейрогарнітурам на основі електроенцефалографії, які забезпечують неінвазивне зчитування мозкової активності та дозволяють визначати намір руху безпосередньо на рівні моторної кори. Проаналізовано роль сенсомоторних ритмів у діапазонах μ- та β-хвиль, а також механізми ERD/ERS, що лежать в основі керування біонічними протезами. Окремо розглянуто можливості використання моторної уяви, потенціалів P300 та SSVEP для формування керуючих команд.  У роботі узагальнено сучасні світові практики застосування нейрогарнітур у поєднанні з іншими технологіями нейропротезування, зокрема Targeted Muscle Reinnervation, Regenerative Peripheral Nerve Interface, імплантованими міоелектричними сенсорами та методами гібридних нейровимірювань. Показано, що інтеграція EEG із EMG, fNIRS або інвазивними нейроінтерфейсами суттєво підвищує точність, стабільність і природність керування протезами. Зроблено висновок, що нейрогарнітури є перспективним і доступним інструментом для створення інтелектуальних біонічних кінцівок нового покоління. Їх використання у гібридних системах керування відкриває можливості для індивідуалізованого протезування, скорочення періоду адаптації та розширення функціональних можливостей людей з ампутаціями.