Bungee jumping pentru tetraplegici, cum îi ajută să-și folosească mâinile

Imediat înainte ca o persoană să se decidă să se arunce de pe un pod într-un salt de bungee jumping, există o creștere măsurabilă a activității creierului ei. Acest lucru poate fi înregistrat cu aproape o secundă înainte ca persoana în cauză să ia decizia conștientă de a sări.

Cercetătorii de la Charité – Universitätsmedizin din Berlin, care au reușit să măsoare pentru prima dată acest "potențial de pregătire" (Bereitschaftspotential), spun, într-un studiu publicat în Scientific Reports, că descoperirea lor va contribui la dezvoltarea interfețelor creier-computer pentru dispozitive care pot ajuta pacienții tetraplegici să-și recapete folosirea mâinilor.

Creierul, în salturi de la 192 de metri

Ce se întâmplă în interiorul creierului unei persoane care, legată de o frânghie de bungee jumping, este pe punctul de a sări de pe un pod de 192 de metri înălțime? O echipă de cercetători, condusă de Prof. Dr. Surjo Soekadar de la Departamentul de Psihiatrie și Psihoterapie al Charité, și-a propus să răspundă la această întrebare folosind un experiment extraordinar.

Cercetătorii au cerut participanților la studiu să față un total de 30 de salturi de la podul Europa, de 192 de metri înălțime, de lângă Innsbruck, în Austria, și de fiecare dată au înregistrat undele creierului. Ei au reușit să demonstreze că măsurătorile activității creierului sunt fezabile chiar și în situații reale încărcate emoțional - cum ar fi, în acest caz, un salt bungee.

Pentru prima dată, cercetătorii au reușit să înregistreze potențialul de pregătire, în afara laboratorului, și au demonstrat efectul emoțiilor extreme.

Potențialul de pregătire și importanța sa

Potențialul de pregătire este o schimbare a tensiunii electrice în creier, care poate fi măsurată utilizând electrozi din electroencefalografie (EEG) plasați de-a lungul scalpului. Această schimbare indică faptul că un act voluntar - cum ar fi o mișcare de mână - este iminent și se produce (potențialul d e pregătire, n.r.) chiar înainte ca persoana să conștientizeze decizia de a executa această mișcare.

Fenomenul a fost descoperit în 1964, când Lüder Deecke și Hans-Helmut Kornhuber au studiat activitatea creierului subiecților în timpul a unor sute de mișcări ale degetelor.

„Măsurarea acestui potențial electric este extrem de dificilă chiar și în condiții de laborator, deoarece schimbarea de tensiune implicată este în intervalul de doar câteva milionime (număr egal cu a milioana parte din ceva, n.r.) de volți. Cu toate acestea, pentru a avansa dezvoltarea interfețelor creier-computer care sunt potrivite pentru utilizarea în viața de zi cu zi, noi a vrut să aflăm dacă potențialul de pregătire ar putea fi măsurat în scenarii de viață reală", a explicat Prof. Soekadar, într-un material dat publicității de Charité - Universitätsmedizin Berlin. A fost nevoie doar de câteva salturi pentru ca cercetătorii să colecteze datele necesare pentru a dovedi acest lucru.

Ei au descoperit, de asemenea, că modelele de activitate a creierului înregistrate în timpul salturilor de la o înălțime de 192 de metri nu diferă de cele înregistrate în timpul săriturilor de la o înălțime de doar 1 metru. Subiecții au făcut, de asemenea, un total de 30 de salturi de la o înălțime de 1 metru. Acest rezultat înseamnă că frica trăită înainte de a întreprinde o acțiune potențial amenințătoare a vieții nu influențează însăși natura potențialului de pregătire.

Cum îi ajută pe tetraplegici

Acest studiu oferă o bază puternică pe care să avanseze dezvoltarea interfețelor creier-calculator. Aceste dispozitive traduc activitatea creierului în comenzi de control pentru roboți sau alte dispozitive tehnologice și pot permite chiar și pacienților tetraplegici să mănânce fără a fi ajutați. Activitatea creierului produsă de intenția de a executa o mișcare de apucare poate declanșa această mișcare într-o structură de susținere electromecanică, care este atașată mâinii paralizate.

Pentru ca astfel de neuroproteze să fie potrivite pentru a fi utilizate în situațiile de zi cu zi, este extrem de important ca emoțiile puternice să nu afecteze negativ capacitatea unei persoane de a le controla. „Rezultatele noastre sugerează că interfețele creier-calculator pot rămâne fiabile chiar și atunci când sunt folosite sub stres emoțional extrem", a arătat Prof. Soekadar. El și echipa sa vor folosi constatările din această cercetare pentru a realiza un al doilea studiu, care va analiza cum funcționează astfel de structuri de sprijin la paraplegici, dar și la pacienți cu accident vascular cerebral.

Studiul, integral (open access), poate fi găsit AICI.