Collaborative BCI post-stroke neurorehabilitation using a patient-therapistinteractive VR environment

Výzva	Štipendiá pre excelentných výskumníkov a výskumníčky R2-R4
Hlavný riešiteľ	Roman Rosipal
Prijímateľ	Ústav merania Slovenskej akadémie vied
Celkový rozpočet	304 329,60 €
Príspevok poskytovateľa	304 329,60 €
Zdroj financovania	Plán obnovy a odolnosti
Začiatok realizácie	september 2024
Koniec realizácie	august 2026
Kategória výskumníka	R4
Vedná oblasť	Fyzikálne, technické vedy a matematika

Anotácia

Za posledné dve desaťročia sme boli svedkami výrazného nárastu vedeckého a technologického záujmu o interakciu medzi človekom a počítačom založenú na princípe rozhrania mozog – počítač (brain-computer interface, BCI). Vývoj technológií virtuálnej reality (VR) alebo rozšírenej reality posunul BCI dopredu tým, že vytvoril flexibilné prostredie, v ktorom sa môžu uskutočňovať a upravovať interakcie medzi človekom a počítačom. Voľne dostupné VR displeje umiestené na hlave (head-mounted VR display, HMD) posúvajú štandardnú dvojrozmernú VR založenú na obrazovke do virtuálneho trojrozmerného sveta. Ukázalo sa, že prostredia BCI, ktoré motivujú motorické mentálne procesy pacientov po mozgovej príhode s narušenými alebo obmedzenými fyzickými pohybmi, predstavujú alternatívnu metódu neurorehabilitácie. Integrované technológie BCI a VR prostredia preto poskytujú flexibilnú platformu pre sériu rehabilitačných terapií vrátane motorickej regenerácie po mozgovej príhode a kognitívno-behaviorálnej terapie. Na základe našich skúseností, poznatkov a doterajšieho vývoja, v predkladanom projekte vyvíjame a rozširujeme úplne nový koncept multimodálneho VR prostredia, v ktorom pacient a terapeut navzájom spolupracujú a interagujú. Prostredie je kombinované s metódami umelej inteligencie na monitorovanie mentálnej a kognitívnej mozgovej aktivity pacienta prostredníctvom elektroencefalografie (EEG) snímanej na povrchu hlavy. Navrhujeme komplexnejšie klinické testovanie systému, ktoré umožní prekonať prechod medzi základným výskumom a praktickou klinickou implementáciou prístupu. Hoci je takýto projekt veľmi ambiciózny, jeho úspešnú realizáciu podporuje niekoľko prebiehajúcich projektov podporujúcich dosiahnutie navrhovaných cieľov ako aj rozsiahla prebiehajúca spolupráca s partnermi v celej Európe.