вс
19
ноября
биотехнологии
Алена Феклина
Редактор новостей
Дышите четче, Вас не слышно!
Уникальный прибор, основанный на процессе дыхания – вдыхание и выдыхание через нос – разработан учеными факультета нейробиологии института им. Вайцмана
08 октября 2010 09:43
Использованию дыхания для общения можно научиться интуитивно

Уникальный прибор, основанный на процессе дыхания – вдыхание и выдыхание через нос – разработан профессором Ноам Собел (Noam Sobel), инженерами-электронщиками Антоном Плоткиным (Anton Plotkin), доктором наук, и Аароном Вайсброд (Aharon Weissbrod), и аспирантом Ли Села (Lee Sela) факультета нейробиологии института им. Вайцмана. Благодаря нему люди с ограниченными возможностями могут управлять  инвалидными колясками и общаться со своими родными. В будущем эта технология также может использоваться для создания своеобразной "третьей руки" в помощь хирургам или летчикам без каких-либо физических ограничений.

Эта система определяет изменение в давлении воздуха в ноздрях и преобразует эти данные в электрические сигналы, сообщают в Science Daily. Устройство было испытано как на здоровых, так и парализованных добровольцах. Результаты показали, что метод прост в применении. Пользователи с успехом перемещались на инвалидной коляске по сложной траектории или играли в компьютерные игры почти с такой же скоростью и точностью, как с помощью мыши или джойстика.

Н. Собел рассказывает: "Самые впечатляющие результаты были достигнуты у тяжелобольных пациентов, которые не могут ни говорить, ни передвигаться. У них хотя и не нарушены когнитивные функции, но они либо полностью парализованы, либо находятся в бодрствующей коме. С помощью новой системы эти пациенты смогли общаться с членами своей семьи и даже инициировать общение с другими людьми. Некоторые писали трогательные сообщения своим близким, разделяя с ними, впервые за очень долгое время, их мысли и чувства".

Четверо из участвовавших в экспериментах уже используют новую систему письма, а компания Yeda, занимающаяся исследованиями и разработками, сейчас изучает возможности для развития и распространения технологии, разработанной в институте им. Вайцмана.

Дыхание – точный моторный навык, который частично контролируется мягким небом. Мягкое небо, в свою очередь, находится под управлением нескольких нервов, которые получают сигналы из головного мозга. Эта взаимосвязь стала толчком для развития теории Собел и его научного коллектива, которая основывается на том, что способность дышать, контролируя движения мягкого неба, может быть сохранена даже в самых тяжелых случаях паралича. Функциональная магнитно-резонансная томография (МР-томография) подтвердила эту концепцию, показав, что ряд областей головного мозга участвует в управлении мягким небом. Это открытие стало серьезным прорывом, доказавшим взаимосвязь между контролем головным мозгом мягкого неба и языка, и показавшим ученым, что использованию дыхания для общения можно научиться интуитивно. 

Чтобы проверить свою теорию, исследователи создали устройство с датчиком, которое крепится у ноздрей и измеряет изменения давления воздуха. Для пациентов, находящихся в респираторах, они разработали пассивную версию устройства, которая направляет воздух в ноздри пациента. Около 75% людей, находящихся в респираторах, могли контролировать движение мягкого неба и управлять устройством. Первоначальные испытания, проведенные на добровольцах без каких-либо физических изменений, показали, что аппарат гораздо более удобен в использовании, чем компьютерная мышь или джойстик. 

Следующий этап проходил в сотрудничестве с профессором Начум Сорокер (Nachum Soroker) из реабилитационного центра клиники им. Левенштейна в Раанане, в рамках него проводились  испытания устройства на парализованных и находящихся в бодрствующей коме пациентах.  

Так пациент, который находился в коме в течение семи месяцев после инсульта, научился  пользоваться устройством за несколько дней и написал первое сообщение своей семье. Другой, находящийся в коме после дорожно-транспортного происшествия, произошедшего18 лет назад, написал, что новый аппарат был проще в использовании в сравнении с устройством, основанном на  мигании. Другие десять парализованных пациентов научились управлять компьютером и писать сообщения с помощью дыхания. 

Кроме функций коммуникации, устройство может использоваться в качестве своего рода рулевого механизма для инвалидных колясок. Например, два последовательных вдоха означают сигнал "вперед", два выдоха – "обратно", выдох-вдох – "поворот налево",  наоборот – "поворот направо". Испытуемому, парализованному от шеи, достаточно было 15 минут для того, чтобы освоить управление инвалидной коляской по сложному маршруту с резкими поворотами и т.п., также как и добровольцам без физических отклонений.  

Дыхание разнообразно – вдох и выход, глубокое или легкое, короткое или длинное. Эти свойства дают разработчикам создать сложный "язык" со множеством сигналов. Новая система представляет собой относительно недорогой продукт, который можно легко и быстро освоить. Г-н Собел считает, что это изобретение может не только оказать серьезную помощь людям с ограниченными возможностями, но и может быть полезно и в других областях, например, в управлении "третьей рукой" врачей и летчиков. 

Поделиться ссылкой в:
Версия для печатиВставить в блог

читайте также
фото месяца

Провал грунта в центре Гватемалы

новости

все новости