ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 07.09.2020-13.09.2020

Изменения мозга космонавтов объяснили нейропластичностью

У космонавтов, которые провели в условиях микрогравитации на Международной космической станции (МКС) около полугода, объем белого и серого вещества мозга и форма некоторых его участков меняются благодаря нейропластичности и перераспределению спинномозговой жидкости, а не из-за нейродегенерации. При этом через семь месяцев после возвращения на Землю большинство изменений, вызванных пребыванием в космосе, уже не заметны, то есть мозг переходит в изначальное состояние.

Исследователи из Австралии, Бельгии, Германии и России исследовали структуру мозга 11 российских космонавтов, которые провели на МКС в среднем 171 день подряд. Ученые трижды провели каждому из них диффузионную МРТ мозга: до полета в космос, а 8 космонавтам — также в среднем через 9 и 239 дней после возвращения на Землю. Авторов интересовали изменения объема белого и серого вещества в разных областях мозга, а также распределение спинномозговой жидкости.

Изменения в распределении спинномозговой жидкости до и после полета

Общий объем серого вещества не снизился, а через семь месяцев после возвращения на Землю оно перераспределилось по головному мозгу практически так же, как и до полета в космос. После долгосрочного пребывания на МКС объем белого вещества вырос в тех областях, которые отвечают за контроль движений и ощущение положения различных частей тела друг относительно друга. Это, вероятнее всего, не последствие микрогравитации как таковой, а проявление пластичности мозга, адаптация органа к работе тела в новых условиях.

Первый в мире портативный аппарат МРТ успешно прошел испытания

Портативный аппарат магнитно-резонансной томографии, впервые представленный в прошлом году компанией Hyperfine, в 20 раз дешевле, в 35 раз экономичнее и в 10 раз легче, чем современные машины МРТ. Недавно проведенные исследования показали, что он успешно справляется с обнаружением аномалий мозга и не требует специально оборудованного помещения.

Индукция магнитного поля, которое используют аппараты МРТ, измеряется в теслах. Для большинства современных МРТ она равна от 1,5 Тл до 3 Тл. Портативный POC, разработанный Hyperfine, обходится существенно меньшими магнитами всего в 0,064 Тл. Это значит, что устройство можно без труда подкатить к больничной койке и не придется транспортировать больного в другое помещение. Плюс оно расходует в 35 раз меньше электричества, чем крупные машины МРТ, его можно подключить к обычной розетке.

Аппарат можно подвинуть к постели пациента

Специалисты Yale Medicine протестировали эффективность нового аппарата на 30 пациентах отделения интенсивной терапии больницы. У 29 из них он обнаружил различные аномалии, от опухоли мозга до ишемического инсульта. Кроме того, ученые воспользовались возможностью проверить неврологический эффект COVID-19 на других пациентах в реанимации. Из-за характера этого заболевания больных часто нельзя транспортировать в кабинеты для МРТ. У восьми из 20 больных были обнаружены неврологические отклонения.

Ученые предложили новый способ общения пережившим инсульт

Пациенты, потерявшие возможность двигаться и общаться в результате перенесенного инсульта, смогут пользоваться компьютером, набирать сообщения и управлять бытовыми приборами. Такого результата достигли ученые Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова совместно с Балтийским федеральным университетом имени Канта и клиницистами Центра патологии речи и нейрореабилитации в ходе совместного исследования технологии "Нейрочат", разработанной в сотрудничестве с компанией "Нейротренд".

Обеспеченные "Нейрочатом" пациенты, а таких сейчас около 500 человек, могут уже сегодня без голоса и движений набирать тексты, вести дневник, получать и отправлять почту, активировать звонки на нужные номера и управлять бытовыми устройствами. С помощью созданной технологии пациенты мысленными усилиями могут научиться активировать иконки на экране компьютера, специально подготовленные для набора текстов, запускать команды для бытовых устройств.

Результаты исследования показали, что в ходе многодневной работы в "Нейрочате" 18 из 19 пациентов не только освоили набор текста, фокусируя внимание на экранных символах, но и постепенно улучшили точность и скорость ввода команд, а также увеличили количество вводимых за сессию букв, сообщили ученые. На повестке дня создание на основе комплекса "Нейрочат" нейроинтерфейсной технологии уже не замещения, а восстановления естественной речи на основе активации пластических механизмов мозга. 

Япония массово переводит рабочие процессы в дополненную реальность

Крупные заводы страны постепенно оснащают инженеров гарнитурами Microsoft Hololens, бизнес-сегмент использует AR для онлайн-конференций с эффектом присутствия, а правительство Японии планирует интегрировать дополненную реальность в медицинскую сферу, в том числе, для удаленной хирургии.

Сотрудники компании Horie Railway Electric Engineering могут выполнять работы по техническому обслуживанию, просматривая реальные и виртуальные изображения через HoloLens.

Musashi Seimitsu Industry, крупный производитель автомобильных запчастей и один из главных поставщиков Honda Motor, несколько месяцев назад начал использовать Hololens на заводе в Мексике. Компания решила не тратить время и средства на транспортировку инженеров, поэтому внедряет AR-гарнитуры на заводы во всем мире и занимается обучением новых рабочих «от первого лица».

Компания Itoki, один из крупнейших производителей офисной мебели в Японии, объединилась с токийским стартапом Hololab и разработала приложение для деловых встреч с эффектом присутствия. Программное обеспечение Itoki выводит трехмерные изображения собеседника на дисплей Hololens, а стереодинамики создают ощущения, которые напоминают разговор в реальной жизни.

Транскраниальная стимуляция переменным током на время смягчила дислексию

Нейробиологи из США, Франции и Швейцарии доказали причинно-следственную связь между нарушением гамма-ритмов в слуховой коре и трудностью восприятия фонем при дислексии. С помощью транскраниальной стимуляции переменным током ученые восстановили эти ритмы, и пациенты с дислексией на время стали лучше различать фонемы и читать с меньшим числом ошибок.

Ученые восстановили ритмы с помощью неинвазивного метода — транскраниальной стимуляции переменным током. 30 добровольцам (15 с дислексией и 15 нормально читающим) в течение 20 минут током не более двух миллиампер с частотой 30 или 60 герц стимулировали левую слуховую кору — предполагалось, что такое воздействие запустит нейронные ритмы той же частоты. До стимуляции, сразу после и через час испытуемые проходили ряд тестов на чтение и восприятие фонем.

Схема эксперимента

После стимуляции пациенты стали лучше различать фонемы и читать с меньшим количеством ошибок. Улучшение было более выраженным у тех, кто изначально читал плохо, а отличные чтецы после стимуляции стали читать слегка хуже. Правда, через час эффект от стимуляции уже не смогли обнаружить — как правильность чтения, так и способность различать фонемы вернулись к базовому уровню. Ученые впервые доказали причинно-следственную связь между медленными гамма-ритмами в слуховой коре и способностью выделять фонемы.