Официально


Подписано постановление Президиума РАН «О совершенствовании системы аспирантуры в Российской Федерации».



Департамент образования города Москвы преобразован в Департамент образования и науки.

Дмитрий Медведев подписал распоряжение о присуждении премий Правительства России в области образования за 2018 год.

Департамент образования города Москвы утвердил перечень организаций-получателей грантов из числа федеральных государственных вузов и научных учреждений.




Новости № 49(2018)

Регионы


Московский педагогический государственный университет открыл серию методических семинаров для учителей русского языка в ряде государств Ближнего Востока и Западной Европы.

Белгородский государственный технологический университет и Ферганский политехнический институт откроют российско-узбекский факультет. Он будет сформирован на базе обоих вузов

В Московском авиационном институте подведены итоги участия вуза в проекте “Университетские субботы”, который реализуется при поддержке Департамента образования города Москвы.

СНГ


Интердайджест


Пауки-скакуны вскармливают потомство “молоком”. Без этого чудодейственного секрета паучата погибают в первые десять дней жизни.

В преддверии II Международного саммита по вопросам генного редактирования человека, который недавно открылся в Гонконге, китайский ученый вызвал переполох, объявив о том, что ему удалось изменить геномы двух родившихся в ноябре девочек таким образом, что модификация перейдет к следующим поколениям.

Радиоуглеродный анализ ДНК “сибирского единорога” показал, что он вымер почти одновременно с заселением мест своего обитания людьми, но люди к этому не причастны.


Сообщают, что на оружейном заводе розыгрыш галош происходил между всеми рабочими, не выключая тех, кто выиграл галоши летом. Таким образом, один мог выиграть галоши и летом и теперь, а другой - ни тогда, ни теперь. Надо на следующие разы исключать тех, кто получил галоши в прежние розыгрыши, чтобы не было обидно оставшимся без галош.














Стоит только подумать... Мозг знает, как помочь обездвиженному человеку
Наука
№ 47(2015)

20.11.2015



Если все будет так, как говорит профессор Александр Каплан, а оснований не верить ему нет, то это просто фантастика. Парализованному человеку надевают на руку тренажер, без всякого вмешательства он вдруг приходит в движение - и пальцы оживают. Разве не чудо! Однако по порядку.

В экзоскелете (тренажере) к каждому пальцу крепится рычажок, соединенный с миниатюрным моторчиком. Он и заставляет палец принимать разные положения. По мнению медиков, занимающихся реабилитацией больных, переживших инсульт, труднее всего поддаются восстановлению кисть руки и моторика пальцев. Поэтому лаборатория нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ, которую возглавляет А.Каплан, взялась за эту проблему. Теперь главный вопрос: как работает эта необыкновенная конструкция? Кто-то же должен ее включать?
- При инсульте важно не только укреплять мышцы, но надо восстанавливать и систему управления пальцами, - рассказывает Александр Яковлевич. - За это отвечает мозг, команду дают нейроны. А побуждает их к этому намерение пациента. Мысленно он представляет себе движение, скажем, большого пальца - и тот начинает шевелиться. Помогает выполнить желание пациента наша технология “интерфейс - мозг - компьютер”.
На голову больного надевают шапочку с электродами, они регистрируют электрические потенциалы мозга величиной в микровольты. Электроды соединены с усилителем размером со спичечный коробок, он в миллион раз увеличивает потенциалы мозга, которые расшифровывают намерения человека, например, сжать кулак. И как только такое намерение обнаруживается, моторчики экзоскелета тут же включаются и сгибают пальцы в кулак. Но самое сложное в технологии “интерфейс - мозг - компьютер” - создать алгоритмы распознавания намерения в непрерывной череде электрических потенциалов. У нас на это ушло несколько лет. Многокомпонентная программа позволяет выхватить из потока сигналов тот, который соответствует ожидаемому намерению пациента, чтобы преобразовать его в команду моторчику.
- Как вы этого добились?
- Сотни тысяч нервных клеток непрерывно генерируют электрические импульсы. Если вывести их на компьютерный монитор, то увидим хаотические кривые. Из этого потока нужно вычленить и “вырезать” интересующий нас сигнал о намерении пациента пошевелить пальцем. Это все равно, что подвесить микрофон над толпой, выкрикивающей лозунги на разных языках мира, и суметь разобраться в этой какофонии. И все же нам это удалось. Мы говорим больному: думай, как ты сожмешь в кулак правую ладонь, и следим как это его намерение отражается на кривых, появляющихся на мониторе. Затем просим сжать левый кулак и сравниваем изменяющуюся электрическую активность. Повторяем эксперимент, пока не научимся понимать, какая кривая какому намерению соответствует. Конечно, достичь этого трудно, но у нас в конце концов получилось. Теперь мы знаем, как конкретные пожелания человека отражаются на электрической активности мозга. Но мы никогда даже близко не приблизимся к чтению самих мыслей человека, лишь сможем уловить их отголоски, регистрируя электрическую активность мозга. Если удалось расшифровать намерение, то дальше дело техники. Обнаруженный признак намерения преобразуется нейроинтерфейсом в команду для моторчиков экзоскелета, например, согнуть кисть в кулак. Так замысел превратился в действие. Это самое важное звено нашей технологии. Мозг как бы втягивается в действо, подбирает такие комбинации нервных клеток, которые обходят поврежденные участки нейронов и выполняют намерение человека.
- Получается, что мозг нужно стимулировать?
- Да. Если мозг получает сведения, что его команды хоть и через интерфейс, но выполняются, то продолжает свои усилия, пробуя все новые комбинации нейронов, пока не найдет удачную и кисть сама, без экзоскелета, не начнет отзываться на команды мозга. В противном случае, без интерфейса, мозг после бесполезных попыток прекратит тренировки, и через два-три месяца рука навсегда перестанет работать. А с интерфейсом все будет зависеть от человека: хватит ли у него упорства, характера, воли к жизни, чтобы восстановить двигательную функцию.
- Сколько лет вы разрабатываете эту технологию?
- Экзоскелетный тренажер мы сделали за полтора года. Почти год опробовали его на здоровых людях и очень довольны результатами. Но совсем другое дело испытать его на пациентах, переживших инсульт. Часто они находятся в состоянии депрессии, у них нарушено внимание - в общем, им не до экспериментов. Однажды мы пришли домой к пациентке лет 65. Она не могла ни двигаться, ни говорить, а дышала с помощью аппарата искусственного дыхания. Это был едва ли не самый тяжелый случай в нашей практике. Но женщина хотела попробовать. Для начала мы вывели на монитор компьютерную клавиатуру и мысленными усилиями, прошедшими через интерфейс, она смогла выбрать нужные буквы и сложить в имя ухаживавшей за ней сестры. Это была своего рода благодарность.
Метод тот же, только задача иная - напечатать буквы на экране. И если пациент ошибается, то может стереть написанное и попробовать снова. Эту технологию мы разработали за три-четыре года и опубликовали статьи в отечественных и зарубежных журналах. Результаты на мировом уровне: в 95 случаях из 100 задуманная буква была выбрана правильно. Следующий шаг - научить пациента силой намерения подавать команды для управления инвалидным креслом: вперед-назад, налево-направо, а затем и вертикализатором, поднимающим лежачих пациентов на ноги. Таковы возможности наших нейрофизиологических методик и алгоритмов, позволяющих расшифровывать пожелания пациентов.
Сегодня наша технология “интерфейс - мозг - компьютер” “сдает экзамен” в Первой градской больнице. Это совместная работа с Медицинским университетом им. Н.И.Пирогова. Более 20 больных прошли специальный отбор. У них есть желание с нами сотрудничать, и скоро мы узнаем, в каких случаях наш метод дает эффект, а в каких нет, что нужно доработать и как лучше освоить тренажер. Первые больные, одевшие экзоскелет, справились с заданием: им удалось сжать в кулак неработающую кисть. Если все сложится удачно, пациент овладеет тренажером и пальцы сами начнут отзываться на команды мозга, про экзоскелет можно будет забыть. Ведь тренажер все равно что костыль - он служит больному лишь в самый трудный период, когда мозгу нужно помочь не прерывать попытки “подключиться” к неработающей кисти руки. Эта программа рассчитана у нас до конца 2016 года. Постараемся усовершенствовать тренажер, сделать его более удобным для больных. Откажемся, например, от проводов и перейдем на беспроводные устройства. Вместе с университетом им. Н.И.Пирогова делаем нейрокоммуникатор, позволяющий лишенным голоса постинсультным больным связываться с медперсоналом. Чтобы вызвать медсестру, им достаточно будет сфокусировать внимание на кнопке пульта управления. Пациенты научатся менять положение автоматизированной кровати: подавать команды на ее моторчики, чтобы, скажем, поднять или опустить изголовье. Нейрокоммуникатор сдаем в конце года. На днях постараемся “оживить” кресло-вертикализатор. Это не просто инвалидное кресло, которое едет вправо-влево. Оно может постепенно поднимать человека, чтобы он принял вертикальное положение, - представляете, как это важно для лежачих или сидячих парализованных больных! И сделают это они сами - простым намерением, но с помощью нейроинтерфейса.
- Но возникает прозаический вопрос. Ваша технология требует немалых вложений, обучения персонала и много чего еще, а касается лишь определенной категории больных. Будет ли государство вам помогать?
- Оно уже помогает. Министерство здравоохранения приняло программу по созданию нейрокоммуникационных и нейротренажерных систем на основе нейрокомпьютерных интерфейсов. Началось финансирование нескольких рабочих групп, в том числе нашей лаборатории. Нас поддерживает МГУ, предоставивший лаборатории новые помещения, в которых работают студенты и аспиранты. Помогает Минпромторг, вложивший средства в разработку собственной экзоскелетной конструкции. А недавно, победив в трудном конкурсе, мы выиграли достаточно весомый грант Российского научного фонда. На средства гранта я организовал лабораторию в Нижегородском госуниверситете. Теперь там также разрабатывают нейрокомпьютерные технологии с сильным медицинским уклоном. Нам очень важно внимание РНФ - ведь на сегодняшний день именно этот фонд предоставляет крупные гранты для поддержки не только выходящих на рынок технологий, но и тех, которым еще предстоит пройти клинические испытания.
Мы подписали соглашение о совместной работе по нейроинтерфейсной тематике с Самарским медицинским госуниверситетом. Помогаем ему сформировать команду энергичных докторов-исследователей для внедрения нейроинтерфейсов. Так мы вовлекаем в нашу работу свежие силы, создаем условия для новых прорывных решений. Иначе нельзя: разработчики за рубежом вот-вот выведут на рынок медицинской техники тренажеры на основе технологии “интерфейс - мозг - компьютер”. И мы окажемся в ситуации, когда проще будет купить “за бугром”, чем сделать самим.
- Раз работы ведутся во всем мире, то кто кого опережает, кто кого догоняет?
- В фундаментальных исследованиях мы идем практически на равных с иностранными коллегами: в чем-то сильнее мы, в чем-то они. Но вот что важно: в нашей стране эти разработки ведут всего 4-6 лабораторий, а в Америке 30-40, в Германии 10-12, в Китае - несколько десятков. Это мощные, хорошо финансируемые коллективы, погруженные в развитую инфраструктуру межлабораторных связей. И мы достаточно интегрированы в мировую науку: участвуем в международных конференциях, бываем в иностранных лабораториях, а зарубежные коллеги в наших.
Этим летом я много времени провел в лаборатории Ричарда Андерсена в Калифорнийском технологическом институте Лос-Анджелеса. Для регистрации электрической активности мозга американцы действуют напрямую: электроды накладывают не на голову, а вживляют непосредственно в мозг - это надежный и перспективный способ получения команд от мозга для нейроинтерфейсов, но требующий нейрохирургической операции. Мы договорились, что попытаемся освоить эту технологию в России. По нашему приглашению ведущий нейрохирург из Медицинской школы Южнокалифорнийского университета в Лос-Анджелесе Чарлз Лю недавно посетил своих коллег в Москве, и они обсудили возможности совместной работы. По мнению наших нейрохирургов, оснащение отечественных операционных, отработанные технологии и навыки докторов позволяют легко проводить операции по вживлению электродов. Но есть сомнение: стоит ли нам осваивать инвазивные нейроинтерфейсные технологии? На мой взгляд, браться за это надо обязательно. Вживляя электроды в мозг пациента, мы как бы открываем окошко и видим детальную картину нейронных отношений. Это и пациентам помогает, и ученым позволяет совершенствовать неинвазивные подходы. Возможно, таким образом удастся не только набирать буквы и двигать инвалидное кресло, но и управлять механической рукой, в значительной степени замещающей функции парализованной руки. Мы можем вместе разрабатывать практичные нейроинтерфейсы.
Учтем и то немаловажное обстоятельство, что инвазивные нейроинтерфейсные технологии стоят сотни тысяч долларов. В то время как при совместных разработках могут появиться на порядок более дешевые варианты, а наш нейрокоммуникатор, например, позволяющий человеку, потерявшему речь, набирать текст на мониторе, в промышленном исполнении сегодня может стоить не более 400 долларов. Правда, экзоскелет обойдется дороже - примерно в 1000 долларов. Но это тренажер, пациент им может пользоваться месяцами. Возможно, в госпитальных учреждениях удастся создать центры коллективного пользования нейротренажерами и сдавать их в аренду.
- А можно вашу уникальную нейроинтерфейсную технологию использовать не только в медицине?
- Да. Предпринимаются попытки разработать, скажем, методы нейроинтерфейсного управления роботами или манипуляторами, когда они работают в опасных для человека зонах. Хорошо, если в нужный момент оператор сможет одним мысленным усилием скорректировать действия робота. То же и в хирургии. Случается, что хирургу просто не хватает рук, и тогда прямая команда мозга исполнительному инструменту здорово облегчит ему жизнь. Пока что технология “интерфейс - мозг - компьютер”, я бы сказал, “бежит впереди паровоза”, впереди собственно рыночных запросов. Но в самом недалеком будущем появятся “рельсы” - откроются широкие возможности применения. Объявленная недавно президентом Национальная технологическая инициатива в одном из своих главных проектов - CoBrain - готова трансформировать наши фундаментальные разработки в области нейроинтерфейсных технологий в рыночные продукты. Надеюсь, среди них достойное место займут и наши совместные с РНИМУ им. Н.И.Пирогова нейрокоммуникаторы с нейротренажерами для реабилитационной медицины.

Юрий Дризе
Фото Андрея МОИСЕЕВА


 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

Сон в руки. Стоит выспаться - и все получится.
Можно ли треть жизни провести в обнимку с подушкой?! Да, мы принадлежим к млекопитающим, но нельзя же, как и все зверье, тупо следовать традициям эволюции. Между прочим, мозг, а это - наше все, никогда не отдыхает. Так почему бы нам не следовать его примеру? /№ 49(2018)
Недостатки достатка. Как богатому не стать больным.
Научный руководитель Федерального исследовательского центра питания, биотехнологии и безопасности пищи академик Виктор ТУТЕЛЬЯН выступил на заседании Президиума РАН с докладом “Об актуальных проблемах оптимизации питания населения России: роль науки”. /№ 48(2018)
Век интеграторов. Ученые объединяются, чтобы прочнее связать территорию страны.
Во Дворце культуры Московского авиационного института (национального исследовательского университета) прошла V Международная неделя авиакосмических технологий Aero-space Science Week (ASW). /№ 48(2018)

Новости


Вице-президент РАН Алексей Хохлов сообщил о том, что состоялась его встреча с руководителем московского Департамента образования и науки Исааком Калиной. «Мы договорились о преемственности и активизации работы по основным направлениям сотрудничества Правительства Москвы и Российской академии наук, определенных соглашением, подписанным в апреле этого года С.Собяниным и А.Сергеевым», - написал на своей странице в Facebook академик.



Сформированный недавно федеральный перечень школьных учебников может привести к снижению качества образования, поскольку по большей части составлен из прошлогодних изданий. Сам процесс формирования вызывает опасения, поскольку повлечет за собой дальнейшую монополизацию рынка, заявила ТАСС пресс-служба корпорации «Российский учебник».



Руководители профильных министерств России и Германии подписали «Дорожную карту сотрудничества в области образования, науки, научных исследований и инноваций» в ходе рабочего визита министра образования и научных исследований Германии Ани Карличек в Россию, сообщает пресс-служба Минобрнауки.



Российская академия наук в три раза сократила количество исследовательских тем по итогам оценки отчетов о выполнении планов научных исследований за 2017 год, сообщил министр науки и высшего образования Михаил Котюков в интервью телеканалу НТВ.



Студенты, преподаватели и управленцы оценили эффективность применения информационных технологий в образовательной, научной и административной деятельности вузов. Социологическое исследование было проведено в рамках проекта федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса».

Российская наука и образование нуждаются в большем финансировании, а аспирантуре необходимо вернуть престиж, заявил председатель Комитета Госдумы по образованию и науке Вячеслав Никонов на дискуссионной площадке «Качество жизни» съезда «Единой России», сообщает пресс-служба профильного комитета ГД.

Улучшение качества российских научных журналов будет способствовать повышению активности публикаций на их страницах и росту престижа эти изданий в мире, заявил ТАСС президент РАН Александр Сергеев, принимающий участие в неделе Нобелевских торжеств в Стокгольме по приглашению нобелевского лауреата по физике Жерара Муру.

Конференции


22 ноября ИСП РАН им. В.П. Иванникова в рамках своей Открытой конференции, посвященной 70-летию отечественного ИТ-сектора, заключил соглашение с АО «НПО РусБИТех» о продаже лицензии на статический анализатор Svace и динамический анализатор Crusher. Сделка позволит предприятию-разработчику отечественной сертифицированной операционной системы Astra Linux обнаруживать ошибки кода на ранних стадиях и повысить доверие к безопасности своей платформы, используемой в государственных и коммерческих информационных системах, в том числе в критически важных секторах экономики.

22-23 ноября в здании Президиума Российской академии наук прошла Открытая конференция ИСП РАН им. В.П.Иванникова, посвященная 70-летию российского ИТ-сектора. На ней обсудили проекты и технологии, имеющие глобальное значение.

Международная научная конференция ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 2-4 апреля 2019 года, Калининград, Балтийский федеральный университет

Текущие конкурсы


Pегиональный конкурс проектов фундаментальных научных исследований

Региональный конкурс проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными

Конкурс на лучшие научные проекты фундаментальных исследований

Конкурс работ, представляемых на соискание премий Правительства Российской Федерации 2019 года в области науки и техники для молодых ученых.

Конкурс работ, представляемых на соискание премий Правительства Российской Федерации 2019 года в области науки и техники.

Вакансии


14.09.2018
ФГБУН Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН)объявляет конкурс на замещение вакантных должностей

13.04.2018
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Московский физико-технический институт (государственный университет)” объявляет конкурс на замещение должностей педагогических работников, относящихся к профессорско-преподавательскому составу

02.03.2018
объявляет конкурс на замещение вакантных должностей:


опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  Вакансии