В Сколтехе создали VR-тренажер для реабилитации частично парализованных пациентов

МОСКВА, 11 января. /ТАСС/. Исследователи из России разработали VR-тренажер, ускоряющий реабилитацию частично парализованных пациентов после подключения их мозга к различным нейроинтерфейсам, которые позволяют управлять движением нижних конечностей. Об этом в среду сообщила пресс-служба "Сколтеха".

"Созданный нашим коллективом тренажер впервые совмещает следующие элементы: VR-шлем, который поддерживает иллюзию свободной конечности и демонстрирует пациенту виртуальную цель, к которой нужно совершить движение; нейроинтерфейс, который регистрирует намерение пациента; робот, который реализует движение ноги по естественной траектории; и, наконец, электростимуляция спинного мозга через кожу, которая, грубо говоря, усиливает поступающий от головного мозга сигнал", - пояснил стажер-исследователь "Сколтеха" Иван Ниненко, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

За последние десять лет нейрофизиологи и биоинженеры создали десятки различных киберпротезов, искусственных конечностей и органов чувств, которые можно подключать к головному или спинному мозгу человека и животных при помощи специальных систем, которые ученые называют нейроинтерфейсами.

К примеру, в 2012 году ученые из Стэнфорда и Брауновского университета впервые подключили кибернетическую руку к мозгу парализованной женщины и дали ей возможность самостоятельно выпить чашку кофе. В 2016 году специалисты из американского Университета Дьюка подключили мозг пациента к роботизированной коляске, а год назад им удалось вернуть ему способность ходить при помощи специального стимулятора спинного мозга.

Виртуальный тренажер для паралитиков

Ниненко и его коллеги под руководством Михаила Лебедева, профессора "Сколтеха", разработали систему виртуальной реальности, которая позволяет мозгу частично парализованных пациентов быстрее приспосабливаться к управлению подобными кибер-конечностями. Как правило, мозгу пациентов требуется достаточно много времени для того, чтобы научиться пользоваться нейроинтерфейсами, что мешает их широкому внедрению в медицинскую практику и замедляет работу медперсонала.

Российские ученые обнаружили, что это время можно заметным образом сократить, если проводить обучение пациентов в созданной ими системе виртуальной реальности. Она представляет собой набор из специализированных алгоритмов, а также VR-шлема и подключенного к нему нейроинтерфейса. Он одновременно передает в ноги и усиливает сигналы, исходящие из мозга, а также позволяет пациенту двигать виртуальными конечностями в киберпространстве.

Эти перемещения в виртуальном мире "зеркалируются" и в реальности при помощи специального робота, который сгибает и двигает ногу пациента таким же образом, каким ее пытается двигать человек в киберпространстве. Как отмечают исследователи, программное обеспечение позволяет роботу воспроизводить естественные телодвижения и траектории движения конечностей, характерные для здорового человека.

Все эти компоненты тренажера, по словам исследователей, ускоряют адаптацию мозга пациентов к нейроинтерфейсам, так как нервной системе кажется, что совершаемые движения являются результатом ее активности. В ближайшее время ученые планируют добавить игровые элементы в работу VR-тренажера, что, как надеются исследователи, повысит интерес и мотивацию пациентов к ускоренному обучению пользованием нейроинтерфейсами.