Նեյրոտեխնոլոգիա․ մեթոդներ, կիրառություններ և համակարգեր

Նեյրոտեխնոլոգիական համակարգերը կարելի է պայմանականորեն բաժանել մի քանի խմբերի։ Էլեկտրոէնցեֆալոգրաֆիան (Electroencephalography, EEG) գրանցում է գլխամաշկի էլեկտրական պոտենցիալների տարբերությունները, իսկ ֆունկցիոնալ մոտ-ինֆրակարմիր սպեկտրոսկոպիան (Functional Near-Infrared Spectroscopy, fNIRS) գնահատում է կեղևային հեմոդինամիկ փոփոխությունները՝ ուղեղային ակտիվության հետ կապված արյան հոսքի և թթվածնավորման փոփոխությունները։ Ուղեղ–համակարգիչ ինտերֆեյսը (Brain–Computer Interface, BCI) նյարդային ազդակներից ստացված տեղեկատվությունը կապում է արտաքին գործողության կամ հետադարձ կապի հետ։ Տրանսկրանիալ մագնիսական խթանումը (Transcranial Magnetic Stimulation, TMS) և տրանսկրանիալ էլեկտրական խթանումը (Transcranial Electrical Stimulation, tES) օգտագործվում են նյարդային ակտիվության ոչ ինվազիվ մոդուլացման համար։

Ժամանակակից փորձերում այս մեթոդները հաճախ համակցվում են։ Օրինակ՝ հնարավոր է նույն փորձարարական արձանագրության ընթացքում համաժամացնել EEG-ը, սրտային ակտիվությունը, շնչառությունը, մկանային ակտիվությունը, վարքային պատասխանները և արտաքին խթանումը։

Տեխնոլոգիայի չափման կամ խթանման հնարավորությունը ինքնին դեռ չի նշանակում, որ այն հաստատված է որպես ախտորոշիչ կամ բուժական մեթոդ։ EEG-ը, օրինակ, ունի կայացած դեր կլինիկական նեյրոֆիզիոլոգիայում, մինչդեռ EEG-ից ստացվող բազմաթիվ ճանաչողական կենսամարկերներ շարունակում են ուսումնասիրվել հետազոտական միջավայրում։ TMS-ի դեպքում կան ապացույցներով հիմնավորված բուժական կիրառություններ, սակայն արդյունավետությունը կախված է ցուցումից, թիրախից և խթանման արձանագրությունից։ BCI-հիմնված նեյրովերականգնումը նույնպես զարգացող ուղղություն է, որի կլինիկական նշանակությունը գնահատվում է ըստ կոնկրետ մասնակիցների խմբի և արձանագրության։ [1–5]

Ուստի գիտականորեն պատասխանատու ներկայացումը պետք է հստակ տարանջատի տեխնիկական հնարավորությունը և տվյալ կիրառության համար առկա կլինիկական ապացույցը։

Նեյրոտեխնոլոգիան կիրառվում է կլինիկական նեյրոֆիզիոլոգիայում, ճանաչողական և սոցիալական նեյրոգիտությունում, նեյրովերականգնման, օժանդակ կառավարման, ուղեղային խթանման և բազմամոդալ հետազոտությունների մեջ։

Ընտրության համար կարևոր են չափվող կենսաբանական ազդակը, ժամանակային և տարածական լուծաչափը, շարժունակության պահանջները, մասնակիցների խումբը, փորձի միջավայրը, այլ սարքերի հետ համաժամացումը, տվյալների վերլուծության ենթակառուցվածքը, կարգավորող պահանջները և թիմի փորձը։

Օրինակ՝ շարժման ընթացքում ճանաչողական գործընթացներ ուսումնասիրող նախագիծը կարող է օգտվել կրելի EEG-ից կամ fNIRS-ից, իսկ կեղևային հատվածի պատճառահետևանքային ուսումնասիրությունը՝ TMS-ից։ Նեյրովերականգնողական նախագիծը կարող է միավորել BCI-ն ռոբոտացված կամ ֆունկցիոնալ էլեկտրական խթանման համակարգի հետ։

EEG-ը կարող է նկարագրել միլիվայրկյանային էլեկտրական դինամիկան, մինչդեռ fNIRS-ը հետևում է ավելի դանդաղ հեմոդինամիկ փոփոխություններին։ Էլեկտրասրտագրությունը (Electrocardiography, ECG), էլեկտրամաշկային ակտիվությունը (Electrodermal Activity, EDA), շնչառությունը և էլեկտրամիոգրաֆիան (Electromyography, EMG) լրացուցիչ տեղեկություն են տալիս ինքնավար և մկանային համակարգերի մասին։

Այսպիսի համակցված մոտեցումը կարող է ավելի ամբողջական պատկեր տալ, սակայն բարձրացնում է համաժամացման ճշգրտության, արտեֆակտների վերահսկման, տվյալների մեկնաբանության և վերարտադրելիության պահանջները։

Նեյրոտեխնոլոգիական նախագծերը կարող են կառուցվել որպես մեկ մեթոդի, բազմամոդալ, շարժական/կրելի կամ փակ օղակի համակարգեր։ Խթանման նախագծերում հաճախ միացվում են նաև գրանցում և նեյրոնավիգացիա։