Студент 3 курса института № 6 «Аэрокосмический» МАИ Максим Егоров разработал комплекс по реабилитации моторных функций после инсульта. В проекте он задействовал технологию VR.
Маёвец представил свою разработку на Международной конференции по нейронаукам Volga Neuroscience 2021. Проект Максима занял первое место на постерной сессии в рамках конференции.
Устройство комплекса
Комплекс состоит из нескольких компонентов: стабилоплатформы, VR-очков, специального интерфейса P300 и роборуки.
Стабилоплатформа представляет собой специальные весы, фиксирующие изменения центра масс человека, по которым можно определить возможные патологии или травмы. Центр масс человека постоянно меняется, и благодаря сравнению показателей — здорового и больного человека — стабилоплатформа может определить проблему. Такой метод изучения называется постуральный. В свою очередь, VR-очки позволяют пациенту «силой мысли» выбирать стимулы — например, взять стакан с водой, а P300 считывает их по электрической активности мозга. Затем в зависимости от результатов, представленных интерфейсом, роборука помогает выполнить необходимое движение.
— На пациента надевается ЭЭГ-шлем, который считывает электрическую активность мозга. Благодаря этому Р300 предсказывает стимул, выбранный пациентом. Когда человек концентрируется на чём-то, по активности его мозга можно отследить паттерны, ответственные, например, за движения рукой, — объясняет Максим Егоров.
Основное назначение
После инсульта человек теряет контроль над частями тела. На ранних сроках очень важна реабилитация — когда мозг достаточно пластичен. Комплекс, разработанный маёвцем, как раз выполняет эту задачу.
На данный момент разработана необходимая программная база, и проект находится на этапе сбора данных — проводятся эксперименты.
— Мы записываем и анализируем ЭЭГ-данные здоровых людей, изучаем реакции, сопровождающие подготовку и выполнение произвольных движений и задач. Целью проекта является развитие постуральных методов, — рассказал автор разработки Максим Егоров.
Уникальность проекта заключается в том, что устройство использует технологию виртуальной реальности, а также способ стабилометрии — малоизученный, но перспективный метод. Объяснение моторики движений до сих пор остаётся сложной задачей, но метод уже активно используется в создании экзоскелетов, то есть для контроля изменения центра масс. Благодаря новой разработке процесс реабилитации после инсульта будет значительно ускорен, поскольку данный способ, в отличие от стандартных упражнений, гарантирует результат.
Будущее проекта
Сейчас Максим работает в лаборатории нейроинтерфейсов Сколтеха, где занимается разработкой VR-приложений для разнообразных экспериментов и будущих нейроинтерфейсов.
Лаборатория оказывает академическую поддержку в продвижении комплекса по реабилитации моторных функций после инсульта. Проект планируется запустить в российских клиниках и больницах. Маёвец также планирует продолжать обучение по теме инвазивных нейроинтерфейсов — тех, которые вживляются непосредственно в мозг:
— В этом случае матрица с электродами устанавливается непосредственно на ту часть мозга, которую мы будем стимулировать, — рассказывает Максим. — Сейчас устанавливаются импланты, которые распознают инсульт и стимулируют ответственную часть мозга, решая проблему. Нейроинтерфейсы при этом расширяют функции до управления компьютером или устройством.
По словам автора, подобными методами уже лечат различные заболевания — такие как депрессия, а также восстанавливают организм человека при поражении спинного мозга. Так, в копилке разработок Максима уже есть проект по геймификации теста на депрессию, который в сентябре этого года занял первое место на практикуме Школы молодых учёных «Нейротехнологии и биоэлектронная медицина».