Для непосвященного это выглядит как чудо: парализованный человек (ни ответить врачу, ни руку поднять он не может) вдруг буквально за считаные минуты справляется с, казалось бы, невыполнимым заданием. И добивается этого одной лишь силой мысли: она заставляет двигаться руку-робот. Ну, разве не чудо! Но ученые возражают: никакого волшебства нет, а то, что я вижу, — результат многолетнего, упорного, кропотливого труда большого коллектива медиков и математиков.
А теперь поясним. Речь пойдет о людях, страдающих одним из самых тяжких заболеваний современности — инсульте. В России, по разным оценкам, он поражает ежегодно от 400 до 500 тысяч человек. Сколько всего больных в мире, даже представить трудно, наверное, миллионы, сокрушаются врачи. По данным английской статистики за 2010 год, более 20 миллионов человек на Земле ежегодно переносят инсульт, и большая их часть потом двигается с трудом. Самое печальное, что тяжелая эта болезнь практически неизлечима. Правда, “за бугром” меры по спасению пациента принимают сразу после удара в течение первых трех часов — тогда еще есть надежда хотя бы на частичное восстановление, а если повезет, то и на полное. В крупных городах пострадавшего на вертолете доставляют в стационар, где есть все условия для проведения терапии, в маленьких — на “Скорой помощи”, главное, не позже трех часов с момента возникновения инсульта.
У нас в стране есть несколько специализированных неврологических отделений и… всем известные трудности с быстрой доставкой пациентов из-за бесконечных пробок на дорогах. Так что остается уповать лишь на счастливый случай да везение. Но и за границей, и в России — принимаются ли своевременные меры или нет — остается примерно 50 процентов больных, переживших инсульт и имеющих нарушения движения и речи. Это беда и для самих больных, и для их близких.
Однако надеяться на лучшее все же надо, убеждены медики: силой мысли можно много чего добиться. О разработке и “первых шагах” удивительной технологии по преодолению последствий инсульта рассказывает один из ее авторов — главный научный сотрудник Научного центра неврологии РАМН, доктор медицинских наук, профессор Людмила Черникова.
— Мы работаем с больными, перенесшими широко распространенный ишемический инсульт, вызванный чаще всего закупоркой сосудов, — говорит Людмила Александровна. — Существуют традиционные, признанные в мире методы реабилитации, в основе которых лежат фундаментальные исследования великих советских ученых Н.Бернштейна, П.Анохина, А.Лурии. Если совсем просто, то это не обычная лечебная гимнастика: “поднимите правую руку, а теперь — левую”. Нет, это куда более эффективная система тренировок, скажем, больного просят выполнить целенаправленное задание: достать пораженной рукой до кончика носа или дотянуться до чашки. Перед ним ставят цель, которую он стремится выполнить, и, главное, существует обратная связь: пациент видит, справился он с заданием или нет. Все дело в том, что инсульт, как известно, приводит к повреждению отдельных участков головного мозга. Очаги поражения разные по размерам — от совсем маленьких до огромных. В зависимости от этого развиваются разной тяжести двигательные и речевые нарушения. И все же, установили ученые, мозг способен частично восстанавливать поврежденные функции за счет так называемой реорганизации, когда функции пораженных отделов берут на себя сохранные отделы мозга. Но лишь в том случае, если в мозг будут поступать интенсивные и целенаправленные импульсы.
Во всем мире сегодня разрабатывают восстановительные технологии, делающие тренировки все более напряженными и длительными, — это один из основных принципов современной нейрореабилитации. Например, так называемая робототерапия, когда различные приспособления помогают больному отрабатывать определенные движения. При этом, как я уже говорила, он видит: полностью решил задачу или нет, следит, сколько времени у него на это ушло. Знать это ему чрезвычайно важно: появляется стимул выполнить задание как можно лучше, быстрее. Есть и другой положительный момент: сейчас по нормам врачебной гимнастики на индивидуальное занятие с пациентами, перенесшими инсульт, отводится всего 30 минут (что явно недостаточно для подобных больных), а вот робот, помогающий при ходьбе или развивающий движения в руке, усталости не знает, на часы не смотрит. Правда, эти технологии предназначаются в первую очередь тем, у кого сохранились хоть какие-то движения. Однако в 1995 году в Национальном институте здоровья США было сделано, я считаю, величайшее открытие. Было показано, что и воображение движения, и физическая тренировка движения приводят к аналогичным реорганизациям в головном мозге. Следовательно, можно сделать вывод: воображение движений позволяет упражнять мозг, как и само движение. Фактически появился шанс тренировать полностью обездвиженных больных.
Это открытие послужило толчком для создания технологий “интерфейс мозг-компьютер”. В нашем центре впервые в России этот подход был использован на больных, перенесших инсульт. Представьте: перед вами пациент, который не может даже пальцем пошевелить. Его сажают в кресло, просят расслабиться (это обязательное условие), тогда мысль легче “включить”. К руке прикрепляют легкое устройство-робот, которое он должен привести в действие силой мысли. На голову надевают шапочку приблизительно с 30 электродами, которые могут уловить биоэлектрическую активность мозга, а перед креслом ставят компьютер. На мониторе появляется надпись: скажем, недвижимого больного просят вообразить, будто он разжимает пальцы парализованной руки. На это дается секунд десять. Человек активизируется, он готов к сотрудничеству с врачами, и если ему удастся правильно вообразить движение парализованной рукой, задание будет выполнено. А электроды сумеют уловить биоэлектрические сигналы головного мозга, соответствующие именно этому выполняемому заданию. Математики разработали для нас специальную, чрезвычайно сложную программу: из огромного количества поступающих от мозга импульсов она вычленяет именно те, что связаны с воображением движения, и делает вывод, действительно ли больной справился с поставленной задачей. Если да, то на экране появляется соответствующий знак.
Затем “пойманные” сигналы передаются на усилитель и преобразуются в управляющие электрические — теперь с ними можно делать что угодно. В частности, подключить к любому внешнему устройству. В нашем случае — к роботу-руке. И, послушный силе мысли, робот разжимает пальцы пациента. Происходит вся операция за считаные минуты. Казалось бы, пустяк, а для нас — грандиозный успех.
— Простой вопрос: как это помогает больному?
— У нас были две группы (по 16 человек в каждой) больных с грубыми двигательными нарушениями в кисти давностью более трех месяцев после инсульта, не имеющих даже шансов на восстановление. И первая, и вторая контрольная группы получали весь комплекс традиционной реабилитации, включающей лечебную гимнастику, массаж, нервно-мышечную электростимуляцию. Но первая, основная, группа осваивала еще и новую технологию. И после курса лечения практически у всех больных появились минимальные движения в пальцах руки. Можно предположить, что процессы реорганизации в их мозге оказались более активными.
— Сколько времени потребовалось на освоение технологии?
— Отмечу, что она была разработана в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН группой ученых под руководством профессора Александра Фролова. Они предложили оригинальную компьютерную программу, способную вычленять сигналы мозга, связанные именно с воображением движения, и преобразовывать в управляющие сигналы. На разработку этой программы и ее опробование ушло несколько лет. Всего года два назад мы начали использовать новый метод на больных. И даже у тех, кто давно потерял всякую надежду, появились движения в пальцах, они смогли самостоятельно брать кубики небольшого размера. Мы считаем, что достигли огромного прогресса.
— А что дальше?
— Сегодня наш центр совместно с группой профессора А.Фролова продолжает исследования. Нам очень хочется научить наших пациентов без чьей-либо помощи, одной лишь силой мысли, которая будет передаваться через компьютер к роботу, например, дотягиваться до тумбочки и брать чашку. Или зажигать свет в комнате, включать компьютер, а потом и работать на нем.
— Есть ли в мире аналогичные технологии?
— Изначально идея этой технологии возникла за рубежом. В последние два-три года различные ее варианты с использованием оригинальных математических программ применялись в исследовательских целях, по крайней мере, в десятке лабораторий мира. Но нам не известны коммерческие доступные системы, аналогичные той, которую мы применяем в нашем центре.
— Как ваш удивительный метод будет работать дальше? К чему вы, авторы, стремитесь?
— Самое главное наше достижение в том, что удалось, во-первых, отработать эту технологию на здоровых людях, во-вторых, доказать, что она действует у больных с повреждением мозга. В дальнейшем необходимо совершенствовать программное обеспечение анализа вычленения биоэлектрических сигналов и программу управления роботом руки. Тогда появится возможность делать любые роботизированные устройства. Выполнить эту задачу можно только при тесном сотрудничестве с лабораторией профессора А.Фролова и фирмой “Нейроботикс” — крупнейшим отечественным производителем таких роботов. Это позволит совершенствовать технологию и создавать все новые приспособления. Сейчас применение метода требует длительной подготовки больного, и мы думаем, как меньше его нагружать, а время сократить. Увы, речь не идет о восстановлении полностью парализованных конечностей, но наш опыт и результаты зарубежных исследователей показывают: регулярные тренировки воображения движения могут привести к появлению пусть и небольших, но реальных движений. Применение же этой технологии у больных с менее грубыми двигательными нарушениями может дать значительное или даже полное восстановление.
Юрий Дризе
Фотоснимки предоставлены Л.Черниковой
Нет комментариев