Заведующий лор-отделением госпиталя Университета Маастрихта (Нидерланды) Раймонд ван де Берг защитил на базе Томского государственного университета докторскую диссертацию (PhD) по биофизике вестибулярного аппарата. Результатом исследовательской работы голландского хирурга, проведённой под руководством профессора физического факультета ТГУ Владимира Демкина и профессора Университета Маастрихта Германа Кингмы, стала комплексная физико-математическая модель вестибулярного импланта. Она помогает оптимизировать работу вестибулярного протеза, необходимого для восстановления утраченных вестибулярных функций, таких как ориентация в пространстве, поддержание равновесия и стабилизация взгляда.
– Сейчас для 30 миллионов людей в мире, потерявших вестибулярную функцию, не существует эффективного терапевтического лечения. Восстановление вестибулярной функции зачастую возможно только посредством имплантации искусственного вестибулярного органа, – объясняет заведующий кафедрой общей и экспериментальной физики, руководитель международной лаборатории моделирования физических процессов в биологии и медицине ФФ ТГУ Владимир Демкин. – Однако имеющиеся сегодня образцы вестибулярных имплантов пока еще далеки от совершенства. Для разработки нового вестибулярного импланта необходимы фундаментальные знания об электрической проводимости биологических тканей, электрофизиологии периферического вестибулярного лабиринта и вестибулярных нервов.
Докторская работа Раймонда ван де Берга, подготовленная под двойным научным руководством, посвящена решению научных проблем, связанных с работой импланта как биотехнической системы. Предложенное им устройство состоит из сенсорной системы – гироскопов-детекторов ускорений при движении головы человека, генератора электрических импульсов и электродов, передающих импульсы непосредственно в вестибулярные нервы. Эти импульсы через синаптическую связь по нервам поступают в головной мозг, где обрабатываются для формирования сигналов, обеспечивающих стабилизацию глаз и положения тела.
Прямая электрическая стимуляция вестибулярных нервов заменяет работу вестибулярного органа и помогает вернуть человеку утраченную вестибулярную функцию. Проблема состоит в том, что электрические импульсы при прохождении через живую ткань вестибулярного органа искажаются, что приводит к появлению «шумов» и других помех, дезориентирующих мозг больного человека. Для решения этой проблемы необходимо было решить ряд научных и технических задач, связанных с электрофизиологией периферического вестибулярного лабиринта и нахождением оптимального режима электрической стимуляции вестибулярных нервов.
– Результатом работы Раймонда ван де Берга, проведённой на базе ТГУ и Университета Маастрихта, стало создание комплексной физико-математической модели вестибулярного импланта, которая позволяет технически доработать устройство и оптимизировать его функционал, – рассказывает Владимир Демкин. – В частности, предложена новая форма электродов и их оптимальное расположение во внутреннем ухе человека, изменена форма стимулирующего электрического импульса. Проведенные клинические эксперименты по измерениям вестибуло-окулярных эффектов, отражающих корреляцию движения головы и глаз пациента, показали преимущества такого комплексного подхода к решению задачи совершенствования вестибулярного импланта. В конечном итоге это позволит значительно повысить эффективность медицинской помощи пациентам и вернуть им нормальное качество жизни.
Добавим, что зарубежные исследователи всё чаще выбирают Томский государственный университет в качестве площадки для защиты учёной степени. Так, за последнее время в диссоветах ТГУ защитили свои диссертации учёные из Индии, Руанды, Алжира, Нидерландов и других стран. Научные работы выполнены по направлениям «История и философия», «Радиофизика», «Системный анализ, контроль и обработка данных», «Биофизика».
В первой половине 2022 года пройти итоговую аттестацию и представить PhD-диссертацию к защите намерены аспиранты из Китая, Сирии, Вьетнама, Ирака и Лаоса.
Фото из архива ТГУ
Пресс-служба ТГУ
Нет комментариев