ANALYSIS OF BRAIN AND MUSCLE ACTIVITY DURING CONTROL OF BRAIN-SPINE NEUROINTERFACE

Author:

Bobrova E. V.1,Reshetnikova V. V.1,Grishin A. A.1,Vershinina E. A.1,Isaev M. R.23,Plyachenko D. R.4,Bobrov P. D.23,Gerasimenko Yu. P.1

Affiliation:

1. Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

2. Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences

3. Institute of Translational Medicine of Pirogov of Russian National Research Medical University

4. Saint-Petersburg State University

Abstract

A brain-spine neurointerface based on the kinesthetic imagination of foot dorsiflexion with additional activation of foot movement by Biokin robotic device (mechanotherapy), and transcutaneous electrical spinal cord stimulation (TESCS) has been developed. Accuracy of classification of EEG-signals during the neurointerface control was on average 68% and significantly increases with the addition of mechanotherapy and TESCS by 9%. The EMG activity of the tibialis anterior (TA) – the muscle, which performs dorsiflexion of the foot, significantly increased during the instruction to imagine movement compared to that during the instruction to be at rest. The addition of mechanotherapy and TESCS during the neurointerface control has a greater effect not on the increase in TA activity when imagining the movement of the ipsilateral foot, but on the decrease in TA activity at rest. The revealed effects are apparently important for the formation of adequate coordination patterns of control signals from the CNS and of muscle activity during the implementation of movements and can be used in the clinical rehabilitation of motor activity using the cortico-spinal neurointerface.

Publisher

The Russian Academy of Sciences

Reference74 articles.

1. Фролов А.A., Бобров П.Д. Интерфейс мозг-компьютер: Нейрофизиологические предпосылки и клиническое применение. Журн. высш.нервн. деятельности им. И.П. Павлова. 2017. 67 (4): 365–376.

2. Боброва Е.В., Решетникова В.В., Вершинина Е.А., Гришин А.А., Исаев М.Р., Бобров П.Д., Герасименко Ю.П. Оценка эффективности управления мозг-компьютерным интерфейсом при обучении воображению движений верхних и нижних конечностей. Журн высш.нервн. деятельности им. И.П. Павлова. 2022. 73 (1): 52–61.

3. Боброва Е.В., Решетникова В.В., Фролов А.А., Герасименко Ю.П. Воображение движений нижних конечностей для управления системами “интерфейс мозг–компьютер”. Журн. высш.нервн. деятельности им. И.П. Павлова. 2019. 69 (5): 529–540.

4. Богачева И.Н., Мошонкина Т.Р., Боброва Е.В., Гришин А.А., Якупов Р.Н., Балыкин Ю.М., Герасименко Ю.П. Эффект чрескожной электрической стимуляции спинного мозга и механотерапии в регуляции активности мышц ног. Вестник ТвГУ. Серия: Биология и экология. 2015. 2: 7–17.

5. Бодрова Р.А. Механотерапия с биологической обратной связью: эффективная реабилитация при травме спинного мозга. Доктор.Ру. 2012. 10 (78): 46–47.

同舟云学术

1.学者识别学者识别

2.学术分析学术分析

3.人才评估人才评估

"同舟云学术"是以全球学者为主线,采集、加工和组织学术论文而形成的新型学术文献查询和分析系统,可以对全球学者进行文献检索和人才价值评估。用户可以通过关注某些学科领域的顶尖人物而持续追踪该领域的学科进展和研究前沿。经过近期的数据扩容,当前同舟云学术共收录了国内外主流学术期刊6万余种,收集的期刊论文及会议论文总量共计约1.5亿篇,并以每天添加12000余篇中外论文的速度递增。我们也可以为用户提供个性化、定制化的学者数据。欢迎来电咨询!咨询电话:010-8811{复制后删除}0370

www.globalauthorid.com

TOP

Copyright © 2019-2024 北京同舟云网络信息技术有限公司
京公网安备11010802033243号  京ICP备18003416号-3