Иновация

Българи създават невропротези за инвалиди

26-07-2022 06:00
Учени от БАН и наш сънародник от Нова Зеландия правят интерфейс мозък-машина, чрез него пациентите прохождат отновоБългари създават невропротези за инвалиди
Силвия
Силвия
Николова
silnikol@gmail.com
Учени от БАН и наш сънародник от Нова Зеландия създават нервноморфен интерфейс мозък-машина. Чрез прецизно разчитане на импулси от мозъка се задейства миниатюрно устройство, което ги подава на мускулите. В резултат пациентът, който не може да движи крайниците си може отново да ги ползва.
В разработката, която е основната част от международен проект се е включил и нашият сънародник от Нова Зеландия проф. Никола Касабов. Чрез работата си той иска да остави своя принос в науката, осъществявана в родината на неговия баща и деди. Това каза проф. Петя Копринкова, която заедно с асистент Симона Неделчева работят от българска страна. Двете са от Института по информационни и комуникационни технологии в академията. Проектът се нарича "Авто-адаптивен невроморфен мозъчно-машинен интерфейс" и в него са включени учени още от Франция, която е негов координатор, Швейцария и Нидерландия. Фината работа в проекта обаче се е паднала на българите. „Някой все още се съмняват, че изкуственият интелект може да помогне в здравеопазването, което е абсолютно неправилно. Той може не само да помогне, но и да е незаменим помощник на хора с парализи на ръцете или краката, или и на четирите крайника", убедена е проф. Петя Копринкова.

 

Кой кой е в проекта

 

Франция е негов координатор. Учените от Швейцария и Нидерландия имат задачи в логистиката и предоставянето на информация за прототипи, създадени до момента, които обаче не могат да се прилагат изцяло в практиката. Това обаче съвсем не омаловажава дейността на българите от БАН. Напротив, на тях се пада най-сложната и най-фина част от работата. Освен, че трябва да декодират импулсите, подавани от мозъка, те трябва да осъществят връзката чрез гръбначния стълб, който макар и увреден, посредством миниатюрен чип трябва да ги предаде на крайниците. При това, те конструират своята разработка така, че човекът да не е зависим от компютър наблизо, прототип вече има.

Проф. Петя Копринкова е доказан български учен в областта на информационните и комуникационните технологии. Младият учен асистент Симона Неделчева, макар и само от две години в БАН, вече има зад гърба си разработени няколко невронни модела, макар и с по-разлина насоченост. По думите на проф. Копринкова тази материя за нея не е нова и затова не се е наложило да бъде въвеждана продължително време в тематиката на проекта. Съвсем скоро Неделчева ще бъде зачислена за докторант и върху проекта ще бъде и нейната дисертация. Към българския екип се е включил и сънародникът ни от Нова Зеландия проф. Никола Касабов. Независимо от учените на БАН той също е разработил подобен декодер за разчитане на импулсите, подавани от мозъка. Той предоставя данните на своите български колеги, за да ползват от тях, каквото е възможно за проекта. Идеята е проф. Касабов и екипът от Института по информационни и комуникационни технологии на академията на обединят усилия и да минимизират декодер техен или да ползват вече част от създадения от проф. Касабов и да го умалят до такава степен, че той да бъде вграден в чип. Сега съществуващите подобни „четци" на мозъка се нуждаят от близка връзка с компютър и по тази причина е невъзможно въвеждането им в практиката.

 

Към какво се стремят учените

 

„Нашата цел е да разчетем мозъчата активност на човека и неговото намерение да извърши определени движения с краката и ръцете. Декодерът, както наричаме разчетената мозъчна активност адаптираме на миниатюрен електронен носител на базата на това, колко удовлетворен е човекът от генерираните действия, неговите възможности и дори от особености на околната среда, например неравности по тротоара или някаква пречка", обяснява стъпка по стъпка дейността проф. Петя Копринкова. Самите миниатюрни електронни устройства, които разчитат сигналите от невроните, отговарящи за движението на крайниците, ще бъдат имплантирани в мозъчната кора. Това, всъщност, са декодерите.

„Пациентите с прекъснат гръбначен стълб не могат да подават сигнал към крайниците си, за да ги задвижат, тъй като има нарушение в структурата на нервните влакна", уточнява проф. Копринкова и допълва, че целта на науката в случая е да изгради виртуални влакна. От своя страна, те ще бъдат свързани с устройство, което стимулира гръбначния стълб при хора, обездвижени само от кръста надолу. По думите на учения това е по-лесния вариант. Много по-сложно е, когато човекът не може да движи и краката, и ръцете си. Точно това е и задачата на българските учени, да намерят начина, по който този проблем да бъде преодолян при това по такъв начин, че постигнатото да не е само на ниво изпитвания в лабораторни условия, а да има реално практическо приложение така, че човекът да се възползва от постижението и да го ползва във всекидневието си. Екипът от Института по информационни и комуникационни технологии на БАН вече има своето решение.

 

Как действа разработката

 

Това става посредством имплант за стимулация в гръбначния стълб или екзоскелет, който е междинното, но твърде важно звено, за да бъдат задвижени и четирите крайника. „Екзоскелетът представлява фино устройство, което досущ като импланта улавя декодираната информация от невроните в мозъка, която обозначава какви действия иска да извърши човекът, стимулира гръбначния стълб и така се стига до извършване на целенасочени движения с крайниците, пояснява проф. Копринкова. Целта ни въпросният декодер, който разчита импулсите от мозъка да бъде автоадаптивен. Това означава пациентът да му подава обратна връзка дали е доволен или не е доволен, и декодерът да се самонастройва спрямо обратната връзка, която човекът му е подал. Така, умната миниатюрна машинка и излъчваните от нея импулси ще заменят нарушените неврони и, на практика, ще свършат тяхната работа, като командват крайниците, какво иска да направи техният притежател – да стане от фотьойла и да излезе на разходка или просто да си налее чаша кафе с дясната ръка, а с лявата да придържа за четене любимата книга. Възможно е пак, посредством умната машинка, човекът да отиде до магазина със собствените си крака, а не на инвалидната количка, да сложи в торбичката каквито стоки са му необходими, да извади портмонето и да плати, и да си ги занесе у дома, например.

 

Работата на българския екип

 

учените от БАН създадат въпросния декодер за разчитане на мозъчните импулси, които подават сигнал какви движения има намерение за извърши човекът с крайниците си. „Той обаче все още се обучава в лабораторни условия само на базата на предварително събрани данни. Ако човек го използва, при желание да извърши нещо, което не е правил с негова помощ до момента, ще трябва да отиде в лабораторията, за да бъде настроена системата. Това не го улеснява кой знае колко", пояснява ученият. Затова проф. Петя Копринкова и колегите й са си поставили задачата да го „очовечат". Това означава да го усъвършенстват до такава степен, че той да се адаптира и самонастройва спрямо нуждите на индивида и движенията, които той иска да извърши. „Така човекът ще бъде независим от чужда помощ във всекидневието си и ще може да живее по-самостоятелно, без да е в тежест на своите близки. Дори ще може да работи и да живее, като повечето хора в обществото", разказва за крайната цел на разработката проф. Копринкова.

 

Финансирането, за което всички питат

 

Когато се заговори за проект, при това международен, нашенецът бърза да попита колко струва той. Авто-адаптивният невроморфен мозъчно-машинен интерфейс, по който работят и вече имат добри резултати проф. Петя Касабова и младият учен асистент Симона Неделчева се финансира от Европейската комисия. За българския екип то е 600 хил. евро. Общата сума е за близо 3 млн. евро.

„За мен този проект е лично предизвикателство. Искам да създам нещо, което ще помогне на обездвижените на легло и в инвалидни колички да бъдат отново активни, да се почувстват хора", казва проф. Касабова. Преди постигнатият резултат да бъде приложен на хората, той трябва да бъде изпитан върху пациенти в болнично звено, тъй като миниатюрният чип – декодер, който да разчита и подава мозъчните импулси трябва да бъде имплантиран в болнично заведение. Към момента точно този етап преди въвеждането му в практиката не е предвиден по проект да се случи в нашата страна. По думите на проф. Копринкова напълно възможно е това да стане в Швейцария – една от страните по проекта.

 

Личната мотивация за работа

 

„От една страна да се декодира това, което става в човешкия мозък е истинско предизвикателство. От друга да създадеш нещо за толкова много инвалиди без шанс за живот, максимално близък до нормалния е нещо, което ме накара да се включа, за да помогна със знанията и уменията си, споделя своя личен мотив проф. Копринкова. Ще съм истински щастлива, ако с нещо облекча тяхното всекидневие", заключава ученият. Колкото до проф. Никола Касабов от Нова Зеландия, той просто иска да даде, та макар и само частица от голямата наука, в която работи, за родината на своите дети България.

Всяка година около 746 000 човека в Европа получават травма на гръбначния стълб, която има драматична човешка, социална и икономическа цена, и води до частична или дори пълна загуба на способност за движение. Голяма част от тях остават на легло и дори придвижването с инвалидна количка за тях е лукс.


Експериментално лекарство дава надежда за Алцхаймер

Експериментално лекарство дава надежда за Алцхаймер

То е все още в клинични проучвания, засега има добри резултати, но поражда опасения за безопасността
Сложиха пейсмейкър за болка у нас

Сложиха пейсмейкър за болка у нас

Методът е бил приложен поетапно в УМБАЛ „Св. Иван Рилски", а миналата седмица и в Пирогов
Слагат ендопротези с компютърна навигация за първи път у нас

Слагат ендопротези с компютърна навигация за първи път у нас

Интервенцията ще бъде извършеня на четири възрастни жени в ИСУЛ в София, съобщиха оттам
Уникален скенер за кожа в Пирогов

Уникален скенер за кожа в Пирогов

Апаратът е за ранна диагностика на тежки изгаряния и единствен у нас, дарение е от „Българската Коледа"
ЕМА одобри бустера на  Sanofi Pasteur

ЕМА одобри бустера на Sanofi Pasteur

Ваксината се нарича VidPrevtyn Beta, а решението на Комитета по лекарствата в хуманната медицина е на база две проучвания
ИСУЛ и НКБ обединиха сили за рядка операция

ИСУЛ и НКБ обединиха сили за рядка операция

Съвместен екип постави мега протеза на мястото на бедрото на 71-годишен мъж с онкологично заболяване, която ще му позволи да се движи и живее без болка
СЗО класира най-опасните гъбички

СЗО класира най-опасните гъбички

Листата бе публикувана официално вчера, изготвена е на базата на различни критерии и в нея влизат 19 патогена

В ИСУЛ фиксират глезен с нов пирон

В ИСУЛ фиксират глезен с нов пирон

Този тип медицинско изделие се използва за първи път у нас и е метод за решаване на случаите, при които има тежка артроза на глезена, обяснява проф. Пламен Кинов 

„Александровска

„Александровска" с нов метод за поставяне на пейсмейкър

При него възбуждането на сърцето се осъществява не дифузно, както до този момент, а чрез възбудно-проводната система, което елиминира дългосрочните негативни ефекти, обяснява д-р Светослав Куртев

ЕМА препоръча 10 нови лекарства

ЕМА препоръча 10 нови лекарства

Сред тях е тетравалентната ваксина срещу Денга - Такeda и три генерични медикаменти
1 2 3 4 5 ... 30 »
Банер
Банер
Преглед

На вашите въпроси отговарят специалистите от Болница "Тракия"

СПРАВОЧНИК
Декември 2022 Предишен Следващ