«Сила мысли»: российские учёные разработали технологию, которая поможет людям, пережившим инсульт, вернуться к привычному образу жизни

Инсульт – одна из самых распространённых и опасных болезней в мире, каждый год она поражает 15 миллионов человек, 450 тысяч которых – в России. Это внезапное нарушение мозгового кровообращения: его сопровождают нарушение сознания, сонливость, оглушение, возбуждение, тошнота, рвота, паралич, нарушение речи и зрения. Причиной может служить образование сгустков крови либо тромбов, которые закупоривают артерии и не позволяют крови нормально циркулировать, или же разрыв сосудов головного мозга, когда кровь скапливается в соседних тканях. К такому повреждению внутренних органов чаще всего приводит нездоровый образ жизни.

«Удар» по кровообращению

Первые упоминания об инсульте как о заболевании относятся к 460-м годам до нашей эры. Тогда древнегреческий целитель Гиппократ описывал случаи потери сознания в результате нарушения работы головного мозга. Древнеримский медик Гален во II-III веках нашей эры описывал внезапные потери сознания, обозначая их греческим словом «апоплексия», что в переводе значит «удар». С тех пор этот термин прочно и надолго закрепился в медицине, означая как острое нарушение мозгового кровообращения, так и быстрое развивающееся кровоизлияние в различные органы.

В 1628 году английский медик Уильям Гарвей в своей работе «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» впервые описал процесс кровообращения. Измерив количество крови, поступающее в аорту при каждом сокращении сердца, то есть систолический объём, частоту сокращений сердца, а также общее количество крови в теле овцы, Гарвей привёл неопровержимые доказательство того, что за две минуты вся кровь проходит через сердце, а в течение 30 минут через него проходит столько крови, сколько весит само животное. Отсюда следовало, что кровь возвращается к сердцу по замкнутому кругу. Знания Гарвея о кровообращении заложили основу изучения причин инсульта и роли кровеносных сосудов в этом процессе.

Механизм зарождения инсульта был также дополнен Рудольфом Вирховым, немецким учёным, который впервые предложил использовать такие термины, как «тромбоз» – сгусток крови, который мешает нормальному потоку крови по кровеносной системе, и «эмболия» – закупорка сосудов какой-либо частицей, отделившейся от сгустка крови. Эта терминология до сих пор остаётся ключевой в диагностике, лечении и профилактике инсульта.

Последний кофе Екатерины II

5 ноября 1796 года великая императрица Екатерина II встала в 6 утра. Она, как обычно, пошла выпить кофе, а потом в уборную. Спустя время придворные нашли неподвижную императрицу в бессознательном состоянии с пеной у рта, красным лицом и вывихнутой ногой. Из-за вывиха грузное тело Екатерины положили не на кровать, а на матрац от софы. Подоспел придворный врач Роджерсон, который констатировал императрице паралич. Делая кровопускание, которым пытались лечить практически все болезни в те времена, и прикладывая горчичники к ногам государыни, английский врач уже понимал всю безнадёгу ситуации.

Вечером того же дня у Екатерины II началась агония, которая продолжалась целых 12 часов. В четверть десятого, 6 ноября, императрица испустила последний вздох и скончалась, так и не придя в сознание. Симптомы и состояние государыни подтвердили у неё наличие апоплексического удара, или же инсульта.

Компьютерный прорыв в борьбе с последствиями инсульта

Инсульт, по утверждению специалистов, можно распознать и предотвратить его страшные последствия, иногда приводящие к летальному исходу. Для этого есть несколько главных правил, которые легко запоминаются.

Чтобы понять на месте, инсульт у человека или просто какие-то отдельные симптомы другого нарушения, нужно использовать три основных приёма — «УЗП». Попросите потенциального больного:

1. У — улыбнуться. Будьте внимательны, что при инсульте улыбка у человека — часто кривая, потому что один из уголков губ направлен вниз.
2. З — заговорить. Попросите человека сказать простое предложение. Например, «За окном идёт дождь». Чаще всего при инсульте речь нарушена.
3. П — поднять обе руки. Чаще всего руки у человека поднимаются не одинаково, это явный признак нарушения мозгового кровообращения.

В 2016 году российские учёные из Рязанского государственного университета имени Павлова создали стоматологический аппарат, который помогает в восстановлении речи людей, переживших инсульт, когда часть лица, в особенности рот и язык, парализована или больше не может исполнять свои функции. В 2020 году для таких же людей разработали современную нейротехнологию для общения и повседневных дел.

Коллектив исследователей под руководством биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова создали компьютерную программу «НейроЧат» с интерфейсом «мозг-компьютер», чтобы люди, которые пережили инсульт, смогли жить полной жизнью и общаться наравне со всеми. Афазия, то есть нарушение речевого аппарата, и паралич часто являются основными последствиями инсульта. Теперь, по словам учёных, пациенты смогут использовать компьютер, чтобы управлять бытовыми приборами и общаться с другими, как прежде.

Руководитель исследований, профессор МГУ Александр Каплан говорит, что уже около 500 пациентов, работая с «Нейрочатом», могут без голоса и движений писать тексты, вести дневники и блоги, получать и отправлять почтовые сообщения, звонить, а также управлять бытовыми устройствами. Во время исследования 18 из 19 пациентов смогли набрать текст и улучшать точность и скорость ввода различных команд.

Нейроинтерфейсы — специальные устройства или программы, которые помогают записывать электрическую активность в различных областях головного мозга, а потом переводят эти сигналы в команды для компьютера.

Принцип работы «НейроЧата» состоит в том, что на голову пациента надевается гарнитура, которая с помощью нейроинтерфейса записывает ЭЭГ — электроэнцефалографию, то есть электрическую активность головного мозга с помощью электродов, наложенных на кору головного мозга — и передает данные на компьютер по Wi-Fi. Учитывая тот факт, что мозг располагается глубоко в черепе, электрические поля, которые создаются нервными клетками, хорошо улавливаются электродами гарнитуры. Затем на экране перед пациентом появляются символы, буквы или команды, которые случайным образом подсвечиваются, своего рода клавиатура. Когда подсвечивается буква, которую он хочет выбрать, мозг выдаёт реакцию более сильную, чем на все другие символы. Компьютер это распознает и выводит чуть выше экранной клавиатуры. После пациент начинает выбирать следующую букву, и буквы составляются в слова, а далее — в предложения. Таким образом человек «нажимает» на нужный ему объект с помощью мысли. Технология исполняет мысленный выбор в течение 2-3 секунд, а её точность — 80-95 %.

«НейроЧат» станет прорывом в решении проблем с реабилитацией пациентов после инсульта. Цена одного аппарата — 120 тысяч рублей, а сейчас пациенты с серьёзными нарушениями речи могут получить за него компенсацию из бюджета.

Нейроинтерфейс полезен для тех, кто работает с большим объёмом информации и данных, а ещё для тех, кто хочет сохранить ясность ума будучи достаточно зрелым человеком. В будущем учёные хотят исследовать процесс взаимодействие между пациентом и интерфейсом, чтобы выявить самые перспективные варианты для более скорой реабилитации людей с нарушениями речи и двигательной системы. Также создатели собирается подключить «НейроЧат» к внешним устройствам с помощью «силы мысли», например, для управления «Умным домом», «умной бытовой техникой» и прочее.