Подслушать сигналы мозга

Областной журнал «Самара и Губерния», номер 3#2015 (октябрь)

Специалисты, работающие в области нейротехнологий, создали координационный совет. Сегодня уровень нейротехнологий даёт возможность понять работу мозга, проанализировать десятки основных процессов, происходящих в центральной нервной системе, преобразовать её сигналы в управляющие команды для внешних роботизированных устройств.

Для того чтобы познакомиться с практиками в области создания нейроинтерфейсов и создать эффективно работающую команду, в Самарском государственном медицинском университете собрались специалисты ведущих центров, работающих в этой области.

Одним из центральных докладов было выступление нейрофизиолога Михаила Лебедева (Университет Дьюка, США) по теме «Интерфейсы мозг – машина для моторного контроля и сенсорики». Учёный работает в лаборатории, которой руководит нейробиолог Мигель Николелис. В ходе доклада Лебедев продемонстрировал много интересных экспериментов. Участники конференции смогли увидеть презентации, в которых макака-резус управляет человекообразным роботом-аватаром вшестеро крупнее себя по другую сторону земного шара (обезьяна находилась в США, робот – в Японии), а лабораторные крысы с подменёнными зрительными ощущениями за счёт массива электродов в мозгу приобретали способность видеть инфракрасные лучи.

Интересный факт. Профессор Мигель Николелис со своим коллегой Михаилом Лебедевым и другими соавторами в 2014 году стали известны всему ненаучному миру благодаря чемпионату мира по футболу в Бразилии. На церемонии открытия чемпионата на поле вышел парализованный 29-летний мужчина в похожем на скафандр экзоскелете – и сделал первый удар по мячу.

Также лаборатория разрабатывает технологию объединения нескольких мозгов в «надмозг», чтобы решать более сложные задачи. Подтверждением того, что технология работает, был сеанс телепатии между двумя крысами, соединёнными массивами электродов и решающими одну и ту же головоломку.

Доклад главного исполнительного директора компании G.TEC Гюнтера Эдлингера (Австрия) был посвящён решению задачи объединения человека и компьютера в единый интерфейс в целях социальной медицинской реабилитации и диагностики функций мозга.

Он также проинформировал, что компания производит устройства, считывающие сигналы не только мозга, но и движения глаз, сердцебиения и сокращения мышц.

Директор Института инновационного развития СамГМУ профессор Александр Колсанов рассказал о работе Центра прорывных исследований и его основных направлениях: симуляционных технологиях, технологиях дополненной реальности и нейроинтерфейсов, высокопроизводительных вычислениях.

Заведующий кафедрой нормальной физиологии СамГМУ профессор Василий Пятин и профессор Олег Антипов в своих докладах рассказали об отделе нейроинтерфейсов, работающем на базе кафедры. Отдел выполняет исследования по поиску сигналов мозга для управления биороботами, экзоскелетами с целью реабилитации пациентов с тяжёлыми двигательными нарушениями. Также область научных интересов отдела включает в себя биоритмологию – исследование механизмов регуляции биологических ритмов с целью создания оптимальной световой среды для поддержания нормального функционирования циркадианной системы и профилактики стресса.

Стратегию развития нейроинтерфейсных технологий в медицине изложил в своем выступлении заведующий лабораторией нейрофизиологии и нейроинтерфейсов МГУ, профессор Александр Каплан.

Участвующие в работе конференции представители компании «Андроидная техника» представили ряд робототехнических устройств, созданных за десять лет работы компании, а также системы погружной виртуальной реальности, которые позволяют на высоком уровне исследовать физиологию человека в экстремальных условиях. Эти технологии также можно использовать для восстановительного лечения в травматологии и ортопедии, при травмах головного и спинного мозга и т.д.

О своих разработках в области нейроинтерфейсов рассказали также учёные Нижегородского университета и Института электронных управляющих машин имени Брука.

Подводя итоги конференции, Александр Колсанов отметил, что СамГМУ может быть площадкой для апробации многих проектов и дальнейшей постановки задач научным коллективам, работающим в области механики, электроники и робототехники.

Геннадий Котельников, ректор СамГМУ, академик РАН:

На наших глазах сформировалась новая индустрия. Несмотря на сложность происходящих процессов и устройств, которыми нужно научиться управлять, прогресс работает на удешевление и повышение эффективности нейротехнологий. От слаженной работы отечественных учёных зависит конкурентоспособность многих отраслей и страны в целом. Мы должны активней запускать новые стартапы, инициировать совместные исследования, создавать инфраструктуру для плодотворной и эффективной работы.

Александр Смирнов, генеральный директор Ассоциации организаций оборонно-промышленного комплекса производителей медицинских изделий и оборудования:

Руководство страны придаёт огромное значение развитию нейротехнологий. Создана рабочая группа по формированию дорожной карты. Нами принято решение о создании координационного совета, чтобы работать более системно. Мы серьёзная команда, объединившая школы, ведущие разработки в области нейроинтерфейсов. Необходимо также изучить возможность создания профильной технологической платформы и включения её в реестр, который курирует министерство экономического развития РФ.

Михаил Лебедев, старший научный сотрудник Центра нейроинженерии Университета Дьюка, США:

Во всём мире от паралича страдают миллионы людей, и с каждым годом их число растёт. Нашей главной целью является разработка медицинских систем для восстановления утраченных функций. Многие из наших разработок уже активно применяются и в клинической практике. Сейчас в мире разрабатывается большое количество экзоскелетов для восстановления возможности движения, а в ближайшие 5-10 лет будут разработаны нейропротезы для восстановления зрения.

Александр Колсанов, директор Института инновационного развития СамГМУ, профессор:

Мы активно взаимодействуем со всеми институтами развития, которые функционируют в России. Эффективность нашей работы будет выше, если мы сможем знать компетенции друг друга и общий потенциал команды, сформируем общую стратегию. Это также исключит дублирование научных исследований. Необходимо также прорабатывать вопрос взаимодействия с зарубежными ассоциациями, объединяющими учёных, работающих в области нейротехнологий.

Александр Каплан, заведующий лабораторией нейроинтерфейсов МГУ, д.м.н.:

Эта конференция важна по двум аспектам. Первый аспект – координирующий. Мы должны сопоставить свои компетенции. Второй – практический: как можно применить разработки в медицинской практике. Отечественные кластеры в области создания нейроинтерфейсов работают во многих городах. Созданный координационный совет сможет помочь сформировать инфраструктуру для развития наших разработок и системных связей между коллективами.

Гюнтер Эдлингер, главный исполнительный директор компании G.TEC, Австрия:

Наша компания основана в 1999 году. Мы производим и продаём свою продукцию в более чем 60 странах мира, в том числе в США и Японии. Также сотрудничаем со многими компаниями и институтами в Москве. Наши устройства применяются в целях реабилитации пациентов после инсультов. Эта конференция – показатель того, что технологии создания нейроинтерфейсов развиваются и в России.

Автор: Владимир Резников