В России разработали прибор-маску с альтернативным зрением для слепых.

Сегодня, в рамках  празднования  Всемирного дня зрения, мы хотим познакомить наших читателей с достижениями российских ученых в сфере альтернативного зрения.

Российский стартап Umwelt совместно с учеными из  Сеченовского университета создал устройство  способное дать слепым альтернативу зрения с помощью сенсорного замещения через язык.   

Созданный российскими специалистами прибор для помощи незрячим людям уникален. Дело в том, что сегодня в мире уже есть самые разные устройства, которые помогают видеть слепым людям. Но в подавляющем большинстве случаев они являются инвазивными, то есть требуют серьезного вмешательства в организм человека и стоимость их достаточно велика. Российский прибор неинвазивный. Он похож на медицинскую маску, на которой размещены микрокамера и различные датчики.

Принцип действия прибора основан на удивительном свойстве мозга – нейропластичности. А именно его способности под воздействием нового опыта не просто меняться, а создавать новые связи, которых либо вообще не было при рождении человека, либо они были утрачены из-за различных травм, инсультов и т.п. Один из самых известных случаев связан с именем знаменитого микробиолога Луи Пастера. После тяжелого инсульта в 45 лет он прожил до 72 лет, совершив немало выдающихся открытий. А ведь, как выяснилось после смерти ученого, значительная часть его мозга была серьезно разрушена, а значит, он фактически заново перераспределил свои функции между оставшимися зонами.

Авторы российской разработки решили помочь мозгу как можно быстрей провести такой удивительный “трюк”. А конкретно попробовать зону, ответственную за осязание, использовать для восприятия изображения. Если совсем просто, то “видеть” языком. Постепенно мозг учится из ощущений на языке формировать зрительные образы.

– Так как у незрячих людей в зону, связанную со зрением, свет не попадает, и она не работает, то мы направляем световой сигнал, а фактически изображение с видеокамер на язык, – объясняет руководитель стартапа Umwelt Максим Каменский. – Что при этом происходит? Скажем, вы смотрите на шкаф. Световой сигнал от ближних частей – ручки, передней дверцы – будет сильней, от дальних – слабей. Этот поток сигналов на специальной матрице, расположенной на языке, превращается в своеобразную карту ощущений, по сути, покалываний. Так постепенно мозг учится из ощущений на языке формировать зрительные образы. А дальше начинается самое удивительное. По словам Максима Каменского, примерно после месяца такого “видения языком” между зонами осязания и зрения налаживается связь, и последняя уже сама начинает реагировать за световой сигнал.

– На позитронно-эмиссионном томографе (ПЭТ) видно, как у незрячих включается зона зрения. Почему? Пока нет однозначного объяснения, – говорит Каменский. – Возможно, причина в природе самого сигнала. Так как в мозге есть зоны, ответственные за восприятие того или иного вида информации, он ищет способы перенаправить ее в ту зону, которая больше приспособлена для её восприятия. А мы ему в этом помогаем. Используя прибор, незрячие люди смогли ориентироваться в пространстве, взаимодействовать с движущимися объектами, различать крупные буквы, играть в крестики-нолики и многое другое.

Сейчас уже понятно, что сфера применения разработанного российскими специалистами прибора очень широкая. Конечно, это, прежде всего, помощь незрячим людям, а также получившим тяжелые мозговые травмы. Но не только. Скажем, уже есть модификация прибора, которая помогает тем, у кого по тем или иным причинам нарушена функция вестибулярного аппарата, и они не могут держать равновесие. “В таком приборе для ввода данных вместо видеокамеры установлен акселерометр, который отслеживает отклонение от вертикальной оси тела, – говорит Каменский. – На язык подается сигнал о величине отклонения, что позволяет человеку восстанавливать позу. Примерно за месяц тренировок можно научиться держать равновесие”. Кроме того, авторы сейчас разрабатывают варианты прибора, который сможет помогать при состоянии тревожности и бессоннице.

Нейропластичность – это способность головного и спинного мозга изменять архитектуру, структуру и функции своих клеток, то есть адаптироваться к ситуации. Для наглядности головной и спинной мозг можно представить в виде сети “дорог” – некоторые из них используются постоянно, а некоторые почти всегда в простое. Неврологическое повреждение вызывает закрытие “дорог”. Результатом являются паралич, нарушения восприятия. Обучение и тренировки изменяют головной и спинной мозг. Если одна “дорога” закрыта, нервная система автоматически ищет новые маршруты. Чем чаще начинают использоваться эти новые “дороги”, тем они становятся шире и более проходимыми.  Скажем, после инсульта движения пальцев могут быть ограничены. Целенаправленная тренировка во время реабилитации может стимулировать формирование новых или улучшение существующих связей. Благодаря этому появляется возможность снова двигать пальцами.

Незадолго до этого в России также разработали ультразвуковую трость для слепых.

Собака-поводырь ведет незрячего с ультразвуковой тростью

Устройство при помощи ультразвука измеряет дальность и помогает людям с ограниченными возможностями получить больше информации об окружающем их пространстве. Посредством вибрации аппарат уведомляет пользователя о примерном расстоянии до крупных препятствий, что помогает тому  более уверенно перемещаться в пространстве.

Согласно прогнозируемым оценкам на 2050 г., число слепых и лиц со средними и тяжелыми степенями нарушения зрения (СТНЗ) значительно увеличится, составив соответственно 61 млн. и около 474 млн. Очевидно, что существует большая проблема, и многое еще предстоит сделать. Недавно опубликованный Всемирный доклад ВОЗ о зрении основывается на планах программы «Vision-2020» и подчеркивает необходимость интеграции офтальмологической помощи в глобальное здравоохранение. Помощь должна быть доступной, недорогой и квалифицированной. Существует острая необходимость государственного планирования и надзора. Фокусировка на интегрированную, ориентированную на человека офтальмологическую помощь с необходимостью координации между первичными, вторичными и третичными звеньями офтальмологической службы будет способствовать удовлетворенности пациента на всех ее этапах.