Официально


При Министерстве культуры будет создана комиссия, которая рассмотрит вопрос об объединении ресурсов Российской национальной и Российской государственной библиотек. Об этом заявил глава ведомства Владимир Мединский, выступая в Общественной палате РФ в рамках проекта «Час с министром».



Владимир Путин поручил провести в нынешнем году в Ярославле Всероссийский форум «Будущие интеллектуальные лидеры России». Распоряжение об этом опубликовано на сайте главы государства.



ФАНО опубликовало ведомственный план по реализации мероприятий в области открытых данных на 2017-2018 годы. Открытые данные - это «систематизированная информация, размещенная в сети Интернет для неоднократного, свободного и бесплатного использования».




Новости № 8(2017)

Регионы


Проректор по международной деятельности и молодежной политике Кубанского государственного технологического университета Татьяна Бархатова победила на выборах ректора этого вуза. На должность также претендовала Ирина Красина - профессор кафедры технологии зерновых, хлебных, пищевкусовых и субтропических продуктов.

Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ выпустил очередной статистический сборник из серии “Индикаторы науки”, издаваемой с 2005 года.

Самарский государственный экономический университет приступил к реализации инновационной практико-ориентированной программы управленческой подготовки “Локальное и глобальное предпринимательство”. Ее инициаторы поставили задачу отобрать студентов, нацеленных на профессиональный рост, сформировать эффективные команды и подготовить их к выполнению заказов от компаний или к разработке собственных бизнес-проектов.

СНГ


Интердайджест


Ученые НАСА, смоделировав атмосферные процессы на планетах, которые находятся в обитаемой зоне звезд - красных карликов, обнаружили утечку кислорода. С подробностями - NASA News Release.

Создан материал, который усиливает естественное остывание объектов без энергетических затрат. Об этом сообщает PhysicsWorld.com.

Глиняные сосуды времен Иудейского царства помогли установить характер изменений магнитного поля Земли. Подробности - в New York Times.


Городская управа решила войти в Думу с ходатайством о разрешении обратиться к населению гор. Москвы с воззванием соблюсти, ввиду серьезного положения с топливом, возможную экономию в употреблении электрической энергии, газа, воды и дров.




















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

Опасен, но полезен. Ацетилен поставят на службу энергетике.
Старший научный сотрудник Объединенного института высоких температур РАН кандидат физико-математических наук Алексей Киверин может многое рассказать об ацетилене. Он разрабатывает новые подходы к моделированию и оценке энергоэффективности процесса бескислородного взрыва этого углеводорода. На реализацию проекта ученый получил молодежный грант Президента РФ. /№ 8(2017)
Лабораторная работа
Новые разработки российских ученых готовы к применению и на Земле, и в космосе. Опора на информационные технологии объединяет интеллектуальные продукты, которые мы представляем читателям “Поиска”. /№ 7(2017)
Сон - не в руку. Безопасность водителя обеспечивает наукоемкий браслет.
Новостной поток ежедневно приносит сообщения об авариях на дорогах страны, и, как показывает международная статистика, примерно 4-5% ДТП случаются из-за плохого состояния водителей, чаще всего - засыпания за рулем, которое фиксируется в сводках происшествий короткой фразой: “Не справился с управлением”. Как выяснилось в беседе с генеральным директором ЗАО “Нейроком” доктором технических наук Валерием Дементиенко, у ученых есть надежные разработки для решения проблемы. /№ 7(2017)

Новости


Минобрнауки объявило о проведении конкурсного отбора на предоставление в 2017 году грантов в форме субсидий юридическим лицам в рамках реализации Федеральной целевой программы развития образования на 2016-2020 годы по мероприятию «Поддержка инноваций в области развития и мониторинга системы образования».



Стартовал молодежный проект «Гимн студенчества России». Он реализуется по инициативе Всероссийского студенческого союза.



Национальная академия наук Республики Казахстан отпраздновала свое 70-летие. Юбилею была посвящена прошедшая в Алма-Ате сессия Общего собрания НАН РК.

Ассоциация «Глобальная энергия» объявила о ключевых изменениях в условиях проведения Общероссийского конкурса реализованных инновационных проектов в области энергетики «Энергия прорыва». Теперь в нем могут участвовать ученые, студенты, аспиранты вузов и научных учреждений, а также специалисты энергетических компаний, ведущие научные исследования, не старше 45 лет из всех регионов России.

Сотрудники Главной астрономической обсерватории РАН, известной всему миру как Пулковская, на профсоюзном собрании вынесли вотум недоверия своему директору, доктору физико-математических наук Назару Ихсанову (сам он на собрание не пришел). Основная причина - выданное в конце прошлого года директором согласование на строительство жилых кварталов в непосредственной близости от учреждения.

Конференции


Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2017 году.

Перечень научных конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ, проводимых подведомственными ФАНО России организациями в 2017 году и перечень совещаний, конференций, съездов, симпозиумов, семинаров и школ, регулярно проводимых Российской академией наук в 2017 году.

Центр научно-информационных исследований по науке, образованию и технологиям ИНИОН РАН проводит Ежемесячный московский городской семинар по науковедению (научный руководитель - профессор А.И.Ракитов).

Текущие конкурсы


Фонд развития теоретической физики “БАЗИС” объявляет прием заявок в рамках Программы индивидуальных грантов - 2017 для поддержки ведущих ученых и талантливых молодых исследователей, проводящих теоретические исследования в области фундаментальной физики.

Фонд изучения глобальных рисков (The Global Challenges Foundation) запустил международный конкурс (с призовым фондом в 5 миллионов долларов), который определит перспективные модели международного сотрудничества для преодоления значимых угроз человечеству, среди которых: изменение климата, применение оружия массового поражения и крайняя бедность.

Новые темы конкурса 2017 года проектов ориентированных фундаментальных научных исследований по актуальным междисциплинарным темам.

Конкурс проектов фундаментальных научных исследований, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” совместно с Немецким научно-исследовательским сообществом (Германия).

Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, проводимый Российским фондом фундаментальных исследований совместно с организациями - участниками Совместной исследовательской программы “Научное и инновационное пространство восточной Азии”.

Вакансии


17.02.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...

23.12.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук объявляет конкурс на замещение следующих вакантных должностей...

16.12.2016
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П.Ширшова Российской академии наук объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...





опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




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