В России создано ПО для «перепрограммирования» мозга после инсульта

Платформа Rehabunculus

Российская компания «Интеллект и инновации» создала программно-аппаратный комплекс, с помощью которого можно «перепрограммировать» мозг человека, в частности, те его центры, которые отвечают за двигательные функции. Комплекс предполагается использовать для реабилитации пациентов, перенесших инсульт.

В настоящий момент Rehabunculus находится на апробации в Научном центре неврологии РАН. С ней работает группа пациентов и врачей-реабилитологов. По словам руководителя проекта Егора Токунова, продавать систему в российские медицинские учреждения компания пока не может в силу отсутствия медицинского регистрационного удостоверения. Однако предложить систему конечному пользователю в качестве лечебной физкультуры уже можно. Осенью компания планирует начать продвижение продукта в Европе.

Технические особенности

Комплекс включает в себя программную платформу Reabunculus, созданную с использованием технологий нейросетей, виртуальной реальности и датчиков движения Microsoft Kinect. Платформа работает в облаке Microsoft Azure. Аппаратная часть комплекса представлена жестовым контроллером Microsoft Kinect. Кроме того, для работы комплекса потребуется ноутбук и телевизор.

Для прогнозирования движений с помощью нейросети будут использоваться мощности Microsoft Azure. В облаке будет создавать модуль нейронной сети, хранящий своеобразный слепок с манеры движения конкретного человека. Этот модуль можно загрузить на локальный ПК, который будет прогнозировать движения пользователя в реальном времени. Microsoft Azure был выбран потому, что это ускоряет начало тренировок для конечного пользователя и позволяет не отдавать ему ядро системы.

Моторика в виртуальной реальности

Смысл работы Reabunculus заключается в том, что платформа фиксирует движения пользователя, и представляет все ошибки и неточности в этих движениях в преувеличенном виде. Например, человек целится в мишень из воображаемого пистолета, при этом его рука немного дрожит или направляет пистолет слегка в сторону. Reabunculus прогнозирует, как может усугубиться эта ошибка. В итоге на экране телевизора будет показано, что рука дрожит сильнее или значительно отклонила пистолет.

Работа над созданием платформы Rehabunculus

Это преувеличение помогает мозгу понять, что именно ему нужно сделать, чтобы навести пистолет точно. Если при работе с Reabunculus используется не телевизор, а шлем виртуальной реальности, то пользователь принимает изображение, показанное ему системой, за свои настоящие жесты. Процесс напоминает компьютерную игру — изначально контроллер Microsoft Kinect предназначался для игровой консоли Xbox 360, а потом и для Xbox One.

Компания «Интеллект и инновации» провела исследование меткости стрельбы, в котором участвовало 60 человек. Те 30 из них, которые тренировались с использованием этой системы, смогли улучшить меткость стрельбы в среднем на 50%. Эта методика может быть эффективна при подготовке спортсменов, космонавтов, военных и т. п., поскольку позволяет усвоить практически любой двигательный навык.

Реабилитация после инсульта

Двигательные нарушения после инсульта возникают потому, что в результате кровоизлияния в мозг погибает часть нейронов, отвечающих за моторику. Однако соседние нейроны, которые повреждены меньше, могут не только восстановиться, но и взять на себя функции погибших. Своевременное выполнение реабилитационных упражнений помогает полностью восстановить утраченные навыки, отмечает Ольга Попова, сотрудник компании «Интеллект и инновации» и научный сотрудник отдела исследований мозга Научного центра неврологии.

Однако зачастую пациент выполняет упражнения неточно, и в результате в его мозгу закрепляется неправильный навык. Благодаря преувеличенному отображению неточных движений Reabunculus заставляет пациента выполнять упражнения с высокой степенью точности. Кроме того, весь комплекс Reabunculus обходится гораздо дешевле локоматов — специальных роботов, которые обычно применяются в реабилитации.

Чтобы мотивировать пациента не бросать тренировки, если его прогресс не очевиден, система может работать наоборот — отчетливее показывать не ошибки, а достижения. По словам Токунова, в окончательном варианте системы эти два подхода будут совмещаться.