Καινοτομία

Το πρωτοποριακό i-AMA: Σύστημα επικοινωνίας εγκεφάλου-υπολογιστή

Ελπίδα από το ΙΤΕ σε βαριά παράλυτους

Τέσσερις απλές εντολές, «μπροστά, πίσω, αριστερά, δεξιά», που μοιάζουν κοινότυπες για τους περισσότερους ανθρώπους, αποτελούν ένα ανεκπλήρωτο όνειρο για συνανθρώπους μας που η ζωή τούς στέρησε το δικαίωμα να κινούν τα άκρα τους ή ακόμα και να μιλούν.

Αυτές ακριβώς οι εντολές αποτελούν το “κλειδί” που κάνει τη ζωή τους λίγο πιο εύκολη, επιτρέποντας σε ασθενείς, που βιώνουν τις συνέπειες παράλυσης βαριάς μορφής, να μπορούν να δουν τον κόσμο με άλλα μάτια και να εκπληρώσουν επιθυμίες που ως τα σήμερα φάνταζαν απλώς ένα μακρινό όνειρο, όπως το να επισκεφτούν ένα μουσείο, μια έκθεση, έναν οποιοδήποτε χώρο ή ακόμη και να παρακολουθήσουν ένα μάθημα σε μια τάξη.

Πλέον όμως μπορούν χάρη στην επιστημονική ομάδα του κύριου ερευνητή Βιοιατρικής Τεχνολογίας του Ινστιτούτου Πληροφορικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) κ. Βαγγέλη Σακκαλή, τους Ματθαίο Πεδιαδίτη (Ηλεκτρολόγος μηχανικός), Βαγγέλη Σακκαλή (μηχανικός Βιοϊατρικής Τεχνολογίας), Μυρτώ Κρανά (ηλεκτρολόγος μηχανικός) και Χριστίνα Φαρμάκη (μηχανικός Λογισμικού) και το πιο πρόσφατο επίτευγμά τους, το ί-ΑΜΑ.

Ένα αξιόπιστο σύστημα επικοινωνίας εγκεφάλου-υπολογιστή, που επιτρέπει σε ασθενείς οι οποίοι πάσχουν από νευρομυϊκή παράλυση να λειτουργούν αυτόνομα, και το οποίο έχει ήδη προκαλέσει παγκόσμιο ενδιαφέρον τόσο στην επιστημονική κοινότητα, όσο και από τη διεθνή αγορά.

Πρόκειται για ένα σύστημα το οποίο εξελίσσεται ώστε να μπορέσει να γίνει ακόμα πιο λειτουργικό με περισσότερες πρακτικές χρήσεις και προσιτό οικονομικά, το οποίο ακολουθεί μια απλή λογική: Καθώς οι άνθρωποι που πάσχουν από το προχωρημένο στάδιο παρόμοιων ασθενειών, δεν είναι σε θέση να κουνήσουν ούτε χέρια ούτε πόδια, ούτε καν το στόμα για να μιλήσουν, μπορούν να αξιοποιήσουν την όραση και τον εγκέφαλό τους.

Τέσσερα ηλεκτρόδια, τα οποία τοποθετούνται στο πίσω μέρος του κεφαλιού, εκεί όπου καταλήγουν τα οπτικά νεύρα, μεταφέρουν σε έναν ηλεκτροεγκεφαλογράφο - μηχάνημα αντίστοιχο του ηλεκτροκαρδιογράφου - την πληροφορία, αποκωδικοποιώντας τις τέσσερις αυτές κινητικές εντολές, «μπροστά, πίσω, αριστερά και δεξιά», οι οποίες μεταδίδονται σε πραγματικό χρόνο στο ρομποτικό αμαξίδιο που μετακινείται αντίστοιχα στον χώρο που επιθυμεί ο χρήστης.

Η εικόνα που “βλέπει” το αμαξίδιο καθώς κινείται στον χώρο, στη συνέχεια μεταδίδεται μέσω ίντερνετ στην αντίστοιχη οθόνη που έχει ο χρήστης μπροστά του, παρέχοντάς του τη δυνατότητα να βιώνει την εμπειρία σαν να βρισκόταν και να κινούταν ο ίδιος στον επιλεγμένο χώρο.

Για να αντιληφθούμε καλύτερα τις δυσκολίες των ανθρώπων στους οποίους αναφέρεται αυτό το επίτευγμα του Ινστιτούτου Πληροφορικής του ΙΤΕ, μπορούμε να ανακαλέσουμε στη μνήμη τον διάσημο αστροφυσικό Στίβεν Χόκινγκ, ο οποίος αντιμετώπιζε σε προχωρημένο στάδιο αυτού του είδους την παράλυση. Έτσι, για τους ασθενείς αυτούς το i-ΑΜΑ αξιοποιεί την όραση σε βασικό μοχλό για την κοινωνική αλληλεπίδρασή τους σε χώρους, όπου δε θα μπορούσαν διαφορετικά να δράσουν.

Το σύστημα βελτιώνεται σε μια προσπάθεια να προκύψει ένα ακόμα πιο εξελιγμένο ολοκληρωμένο μοντέλο, το οποίο, όπως μας εξήγησε ο κ. Σακκαλής, να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ικανοποιητικά από ασθενείς με βαριά παραπληγία ή σύνδρομο εγκλεισμού, να είναι οικονομικά προσιτό και εύκολο στη χρήση, ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί και να λειτουργήσει από έναν φροντιστή υγείας ή συνοδό, χωρίς την ανάγκη κάποιου εξειδικευμένου τεχνικού.

Η πλοήγηση του ρομποτικού και αναπηρικού αμαξιδίου, που ελέγχεται αποκλειστικά από τον χρήστη μέσω σημάτων εγκεφαλικής δραστηριότητας, αποτελεί μια παγκόσμια καινοτομία, που υπόσχεται να προσφέρει λύσεις σε ασθενείς που ως τα σήμερα δεν ήταν σε θέση να κάνουν την παραμικρή κίνηση, καθηλωμένοι από μια ειδική κατηγορία νευρομυϊκής παράλυσης, το τυπικό σύνδρομο εγκλεισμού, κατά το οποίο οι ασθενείς έχουν διατηρήσει την ικανότητα σκέψης και συνείδησης, αλλά έχουν πλήρη παράλυση με ελάχιστη εναπομείνασα μυϊκή δραστηριότητα, κυρίως στους μύες των ματιών και ίσως κάποιων δακτύλων, καθιστώντας τις απλές καθημερινές κινήσεις, όπως η περιήγηση στο σπίτι τους ή σε οποιονδήποτε άλλο εσωτερικό ή εξωτερικό χώρο πρακτικά αδύνατες.

Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο της Δράσης “ΕΡΕΥΝΩ - ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ - ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ” και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και εθνικούς πόρους μέσω του Ε.Π. “Ανταγωνιστικότητα, Επιχειρηματικότητα & Καινοτομία” (ΕΠΑνΕΚ). Το δε όνομά του σημαίνει interpreting Άτομα Με Αναπηρία (i - ΑΜΑ), παραπέμποντας βεβαίως και στην αρχαιολογική λέξη για τη θεραπεία “ίαμα”. Οι ενδιαφερόμενοι μπορούν να βρουν περισσότερες πληροφορίες στην ιστοσελίδα του έργου.

Το σύνδρομο εγκλεισμού ή σύνδρομο “locked-in” τις περισσότερες φορές προκύπτει από κάποια βλάβη στο εγκεφαλικό στέλεχος, με πιο συχνή αιτία το ισχαιμικό εγκεφαλικό και την εγκεφαλική βλάβη από κάποιο τραύμα, όπως για παράδειγμα από ατύχημα. Το ακριβές ποσοστό των ασθενών που πάσχουν από σύνδρομο εγκλεισμού δεν τεκμηριώνεται συγκεκριμένα στη βιβλιογραφία. Υπάρχουν όμως και επιπλέον ασθένειες που μπορούν να οδηγήσουν στο συγκεκριμένο σύνδρομο, χωρίς να υπάρχει απαραίτητα βλάβη του εγκεφαλικού στελέχους, π.χ. όγκοι, εγκεφαλίτιδα, χρόνιο σύνδρομο Guillain Barré και νευροεκφυλιστικές ασθένειες (σκλήρυνση κατά πλάκας/αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση).

Αν και η συχνότητα των ασθενών που πάσχουν από το σύνδρομο εγκλεισμού είναι μικρή, δεν υπάρχει κάποια αποδεδειγμένα αποδοτική θεραπεία. Οι ασθενείς μπορούν να περάσουν αρκετά χρόνια σε αυτήν την κατάσταση: το ποσοστό των ανθρώπων με σύνδρομο εγκλεισμού, που το προσδόκιμο ζωής τους φτάνει τα 10 χρόνια, πλησιάζει το 85%. Δεδομένου ότι οι ασθενείς αυτοί διατηρούν τις νοητικές τους λειτουργίες ανεπηρέαστες, ο κινητικός τους περιορισμός και ο κοινωνικός αποκλεισμός συχνά οδηγεί σε κατάθλιψη και παραίτηση. Κατά συνέπεια, η παροχή ακόμα και ελάχιστων μέσων επικοινωνίας, ελέγχου και αυτονομίας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα ζωής τόσο των ασθενών, όσο και των οικογενειών τους.

Στη φωτογραφία η επιστημονική ομάδα του κ. Σακκαλή με το ρομποτικό αμαξίδιο. Από αριστερά προς τα δεξιά: Ματθαίος Πεδιαδίτης (ηλεκτρολόγος μηχανικός), Βαγγέλης Σακκαλής (μηχανικός Βιοϊατρικής Τεχνολογίας), Μυρτώ Κρανά (ηλεκτρολόγος μηχανικός) και Χριστίνα Φαρμάκη (μηχανικός Λογισμικού).

Σχόλια