Российские ученые создали инновационный протез для спинного мозга

Российские ученые продолжают активными темпами вести разработки в области нейропротезирования. Так, недавно им удалось создать модель части спинного мозга со способностью к самообучению.


Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» совместно с Казанским федеральным университетом создали протез спинного мозга с искусственным интеллектом. Система основана на искусственных нейронах. Такой прототип в будущем даст шанс на полноценную жизнь людям с ограниченными возможностями.

Протез сможет замещать поврежденные участки мозга, благодаря чему парализованные люди смогут обрести способность двигаться. В основе отечественной разработки лежат так называемые мемристоры. Это аналоговые микроэлектронные детали, которые могут имитировать нейронные связи – контакты между нейронами. Через природные связи от мозга сигналы проходят к рукам и ногам, чтобы начать движение. Далее информация о связи укрепляется, запоминается и так происходит обучение.

Модель части спинного мозга способна самостоятельно анализировать индивидуальные особенности, подстраиваясь под конкретного пациента. Для этого ученые использовали два подхода. Первый – ориентир на сенсорные сигналы внутри тела. Второй – корректировка с помощью внешнего воздействия. Таким образом, адаптивный протез берет на себя роль поврежденного участка спинного мозга.

Такой инновационный нейропроект будут вживлять непосредственно в позвоночник, где он будет встраиваться в периферическую нервную систему, самонастраиваться и включать двигательные способности парализованного человека.
Стоит отметить, что разработки такой системы начались несколько лет назад. Первые шаги даже не предполагали способности протеза к самообучению. Сейчас ученые добились такого эффекта, добавив элементы искусственного интеллекта.

Основой для таких исследований и разработок можно считать заявления президента РФ Владимира Путина на сессии генассамблеи ООН в 2015 году, где он заявил, что мы должны сфокусироваться на создании природоподобных технологий, которые не будут наносить ущерб окружающей среде и станут принципиально новыми для человечества. Поскольку, задача – восстановить баланс между природой и стремительным ростом развития технологий.

Стоит отметить, что именно Курчатовский институт направлен на создание основных и базовых элементов природоподобной техносферы. Ключевые разработки НИИ включают в себя такие системы:

– Биоробототехника;

– Нейроподобные системы с искусственным интеллектом;

– Киберфизические комплексы;

– Природоподобная энергетика;

– Цифровой EdTech междисциплинарного обучения.

Медицинские исследования также активно встроены в инновационные разработки Курчатовского института, иногда с коллаборациями, взаимодействиями с коллегами из других НИИ. Например, в исследовании нейропротезирования участвовал Казанский федеральный университет. Биомедицинский кластер которого также предполагает нейротехнологии, регенеративные подходы, биомедицинскую физику и персонифицированную медицину. Так, совместно пришли к разработкам природной модели, которые основаны на принципах машинного обучения.

Технологии будущего рождаются на стыке между различными дисциплинами. Над последними разработками, как правило, принимают участие представители разных сфер научного сообщества. Но главная цель работ – безопасность окружающей среды и благополучие человека.