Российские ученые разработали экзокисть, управляемую силой мысли

Ученые НИИ трансляционной медицины РНИМУ имени Пирогова завершили разработку первой в мире экзокисти — перчатки, управляемой с помощью нейроинтерфейса (мысленными командами). Новинка уже запущена в производство. Она поможет людям, перенесшим инсульт, и жертвам аварий не только восстановить двигательную функцию рук, но и наладить механизм управления движением конечностей. У таких пациентов он бывает нарушен.

Как рассказал «Известиям» главный разработчик технологии, руководитель отдела нейрокомпьютерных интерфейсов НИИ трансляционной медицины Александр Фролов, ключевой элемент реабилитационного комплекса — созданный российскими учеными алгоритм интерпретации данных интерфейса «мозг-компьютер». Он основан на технологии машинного обучения (на этом же принципе работает идентификация лица хозяина в новом iPhone).

— Суть нашего подхода в том, чтобы стимулировать мозг человека воображать свои движения, когда он не может их выполнить. В результате такой тренировки запускаются пластические механизмы мозга, позволяющие сохранной его части взять функцию управления парализованной конечностью на себя, — рассказал Александр Фролов.

Изображение на экране компьютера помогает пациенту вообразить движение парализованной конечности. Одновременно алгоритм машинного обучения через электроэнцефалограмму распознает намерение человека сделать движение. Система передает управляющий сигнал на экзоскелет, который сжимает или разжимает парализованную конечность. Тем самым человек получает биологическую обратную связь сразу по двум каналам.

— В результате зрительной обратной связи пациент получает информацию, что интерфейс «мозг-компьютер» распознал намерение произвести движение. С другой стороны, он получает проприоцептивный (дающий представление о положении частей тела. — «Известия») сигнал от мышц. Экзоскелет выполняет эти движения, но не благодаря мышечной активности пациента, а за счет интерпретации сигналов от его мозга. Команда от мозга — воображение движения — подкрепляется исполнением этого жеста экзоскелетом, — пояснил Александр Фролов.

Подобная реабилитация может помочь как пациентам, перенесшим инсульт, так и больным с обширными травмами мозга. Разработка длилась три года, после чего было налажено серийное производство медицинского изделия.

Масштабные испытания комплекса, получившего название «Экзокисть-2», прошли на базе ведущих реабилитационных центров страны. Как сообщил «Известиям» заведующий кафедрой неврологии Московского областного научно-исследовательского клинического института имени Владимирского Сергей Котов, реабилитационный комплекс показал «потрясающую эффективность». Он значительно превосходит альтернативные технологии восстановления двигательной активности пациентов, перенесших инсульт.

— Мы включили в исследование больше сотни больных. Это позволило получить достоверные результаты, подтверждающие эффективность метода. Кисть после инсульта страдает больше всего. Это единственный метод, который позволяет заниматься с полностью парализованной кистью. Другие методы не позволяют этого, — отметил Сергей Котов.

По мнению ведущего научного сотрудника Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Рустема Хазипова, разработка российских ученых очень интересна.

— Это весьма перспективная технология, которая может быть эффективна для восстановления пациентов после инсульта. Похожие американские исследования показали удивительные результаты: у пациентов получалось держать чашку с кофе, даже играть на гитаре. Двигательная активность рук восстанавливалась с помощью подобных устройств, — рассказал Рустем Хазипов.

С марта этого года серийно производимое изделие будет поставляться в реабилитационные центры. Его ожидают в клиниках Новосибирска, Самары, Симферополя, Москвы и Московской области.