Мы в социальных сетях:
Круглосуточное вещание!

Заметили ошибку в тексте?
Выделите её мышкой и
нажмите Ctrl + Enter

Альтернативный взгляд

«Альтернативная история, уфология, паранормальные явления, криптозоология, мистика, эзотерика, оккультизм, конспирология, наука»

Мы не автоматический, тематический новостной агрегатор

Кибермедицина позволит слепым людям водить машину

Кибермедицина позволит слепым людям водить машину
Фото:
youtube.com

Ученые уже испытывают уникальные устройства, которые открывают перед человеком необъятные перспективы.

— Кибермедицина – это внедрение в тело человека различных устройств, которые помогают исправить физические недостатки, бороться с тяжелыми болезнями и их последствиями, словом – максимально продлить нормальную, полноценную жизнь, — поясняет заведующий лабораторией Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, доктор биологических наук, профессор Александр Фролов.

Ведущий ученый занимается исследованием устройства мозга на уровне нейронов, разработкой интерфейсов «мозг-компьютер» и их использованием для реабилитации больных после травм и заболеваний. В рамках Научного лектория — 2045, который проходит в Москве, эксперт рассказал о самых последних достижениях в области кибермедицины в России и других странах, а также о захватывающих перспективах, которые открываются перед человечеством.


«ВИДЕТЬ МОЗГОМ»

— Во всем мире уже широко применяются операции по протезированию почек: устройства, которые заменяют эти органы, могут работать в организме человека до 40 лет, — напоминает ученый. – От 2 до 7 лет способно поддерживать жизнь человека искусственное сердце. Активно разрабатываются протезы легких и печени. Правда, здесь пока успехи не столь внушительные: главный орган дыхания «живет» не больше 6 месяцев, а печень работает лишь 4 дня. Но это только начало.

В то же время кибермедицине удалось сделать то, что поражает воображение и многим до сих пор представляется научной фантастикой: протезирование сложнейшей системы органов зрения.

Как известно, нередко люди слепнут из-за гибели клеток сетчатки — это оболочка глаза, которая воспринимает изображение и преобразует в нервные импульсы. Они передаются в мозг, расшифровываются там, и мы получаем привычные зрительные образы предметов – видим их. Для тех, кто лишился такой возможности из-за травмы или болезни, американский ученый и врач-офтальмолог Уильям Добелль из Нью-Йорка создал уникальное устройство.

— Человек надевает очки, в которые помещена небольшая телекамера, и оптический сигнал от нее поступает в электрочип, вживленный в зрительную кору мозга на затылке, — поясняет Александр Фролов. — Чип состоит из электродов, при их возбуждении возникают вспышки света – фосфены (представить их себе можно, если слегка надавить на закрытый глаз). Таким образом, зрительная картинка, поступающая с телекамеры, преобразуется в определенный набор световых вспышек. Сначала они кажутся человеку хаотичными и беспорядочными, но по мере тренировок и использования в быту мозг начинает распознавать и привыкать к тому, что каждому предмету соответствует та или иная модель вспышек.

«Было сделано около 20 операций, они прошли успешно, один из пациентов даже смог водить машину», — рассказывает профессор Фролов. В 2004 году доктор Добелль, основавший свой институт в Нью-Йорке, умер, однако его коллеги в США и других странах продолжают исследования, чтобы ослепшие люди смогли получать более полноценные изображения окружающего мира.


КАК СИЛА МЫСЛИ УПРАВЛЯЕТ РОБОТОМ

В лаборатории Александра Фролова проводили опыт: на голову человеку надевается энцефалографическая сетка, которая считывает электрические сигналы мозга и передает для распознавания в компьютер. Испытуемого сажают перед экраном, выставляют на мониторе цель и предлагают довести до нее курсор… силой мысли.

«Когда мы представляем себе определенное движение, в мозге возникает соответствующий электрический сигнал, — поясняет профессор. — Если уловить этот сигнал и расшифровать его с помощью компьютера, то можно передать необходимую команду какому-либо внешнему устройству и таким образом управлять им».

Подобный алгоритм использовал на практике один из пионеров нейрокибернетики, профессор Джон Донахью из Университета Брауна (США). Двоим пациентам – 58-летней женщине, парализованной более 15 лет назад, и 66-летнему мужчине, полностью обездвиженному после инсульта, вживили нейрочипы в двигательный участок коры головного мозга. Сигналы от мозга поступали на компьютер, обрабатывались и передавались манипулятору – роботу в виде руки.

Пациентам нужно было воображать, что они двигают искусственной рукой в нужном направлении. Женщина тренировалась в течение 4 дней и в итоге смогла самостоятельно взять рукой-роботом и поднести себе термос с кофе. У мужчины получилось освоить протез быстрее: вскоре он смог силой мысли управлять манипулятором так, что киберпальцы хватали и сжимали поролоновый шар.

«Мы близки к тому, чтобы вернуть парализованным возможность выполнять рутинные действия, которые совершают в обычной жизни миллиарды людей, не задумываясь о том, как это работает», — рассказал в одном из интервью доктор Донахью. Сейчас ученые работают над тем, чтобы создать искусственную руку с более быстрым и гибким управлением.


ПРОТЕЗ СМОЖЕТ «ЧУВСТВОВАТЬ»

— Во всем мире развивается киберпротезирование для тех, у кого ампутированы руки или ноги, — продолжает Александр Фролов. Один из самых ярких примеров – южноафриканский бегун Оскар Писториус. Имея протезы вместо обеих ног, он стал победителем многих паралимпийских игр и даже успешно соревновался со здоровыми спортсменами.

Причем, в течение нескольких лет Писториусу запрещали участвовать в обычных забегах под предлогом того, что уникальные протезы дают преимущества по сравнению с человеческими ногами. Но затем запрет был снят (сейчас Писториус обвиняется в убийстве подруги-фотомодели, над ним идет судебный процесс).

В прошлом году в Россию приезжал знаменитый «человек-киборг» Найджел Экланд. На пресс-конференции он показал журналистам, как искусно управляется бионическим протезом, заменяющим от локтя ампутированную правую руку. Найджел полноценно обслуживает себя в быту: готовит, водит автомобиль, печатает на компьютере.

«Все, что мне нужно сделать, это представить, скажем, что я зажимаю шарик. Сигнал из мозга поступает в мускул культи, тот сокращается и передает импульс в двигатель протеза. Тогда киберпальцы сгибаются, и я могу что-то взять», — поясняет Экланд.

Сейчас ученые выходят на следующий этап: создание системы, которая будет передавать сигналы не только от мозга ко внешнему устройству, но и в обратном направлении. То есть через компьютер мозг сможет распознавать свойства предметов, к которым прикасается протез. Фактически человек научится «чувствовать» свою искусственную руку!

«Для этого потребуется снабдить систему рецепторами, которые будут улавливать изменения конфигурации предмета, получать тактильные сигналы – все это позволит передавать в мозг ощущение ощупывания», — рисует захватывающую воображение картину Александр Фролов.

В результате управление протезами максимально приблизится к полноценному действию человеческих рук и ног. Высокочувствительных роботов можно будет использовать для сложнейших операций в медицине, в научно-исследовательской сфере и других областях нашей жизни.


МОЗГ + КОМПЬЮТЕР ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОСЛЕ ИНСУЛЬТА

Число больных с кровоизлияниями в мозг растет как у нас в стране, так и во всем мире. Одно из самых тяжелых последствий инсульта – паралич, который наступает из-за поражения двигательной зоны мозга. В этих случаях кибернетическая медицина может помочь в реабилитации. Именно таким проектом сейчас занимается команда профессора Фролова под эгидой Минздрава при совместном финансировании Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).

— Доказано, что когда человек воображает движения рук или ног, то активируются те же отделы мозга, что и при реальных движениях, — рассказывает Александр Алексеевич. Во время тренировок пациентам надевают энцефалографические шапки, считывающие сигналы мозга, а части тела, которые нужно «расшевелить», вставляют в экзоскелет – устройство, соединенное с компьютером и повторяющее очертания тела.

Человека просят представить себе, скажем, разжатие руки – поскольку после инсульта кисти часто сжимаются, и их невозможно самостоятельно разогнуть (это называется спастичность). Через компьютер сигнал из мозга передается экзоскелету, надетому на руку, и устройство разжимает кисть. «Важность этой процедуры в том, что когда воображаемое движение совпадает с реальностью – пусть и достигнутой с помощью внешнего приспособления, в мозге происходят уникальные пластические перестройки – процессы, которые восстанавливают двигательную функцию», — поясняет профессор Фролов.

Пока это экспериментальная технология, в которой участвуют 20 пациентов. Предполагается, что клинические исследования нового способа реабилитации продлятся еще три года. Если подтвердится их эффективность у большинства пациентов, то кибернетическую технологию можно будет вводить в официальные российские стандарты реабилитации после инсульта.

Источник:

Поделиться в социальных сетях:


+2
371
Распечатать
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...
Читайте еще
Пишут в блогах
Интересное видео