Ученые ЛЭТИ в рамках работы Научного центра мирового уровня «Павловский центр» создали действующий макет тензометрического треморографа для неинвазивного контроля нейромоторных реакций и оценки состояния центральной нервной системы человека.
В современном мире на человека воздействуют различные факторы внешней среды – экологические, социальные, профессиональные. Накапливающиеся негативные эмоции и сильные переживания, а также перенапряжение физических и психических функций приводят к возникновению стрессовых состояний. Для оценки стресса применяются устройства, которые оценивают различные параметры организма. Наибольший интерес представляют инструменты, использующие технологию неинвазивного съема биоинформации.
В 2021 году ученые ЛЭТИ создали действующий макет тензометрического треморографа – аппаратно-программного комплекса для неинвазивного контроля нейромоторных реакций и оценки состояния центральной нервной системы (ЦНС) человека. Результаты исследований были опубликованы в сборнике докладов II Международной конференции по нейронным сетям и нейротехнологиям (NeuroNT’2021).
Принцип действия треморографа основан на выявленной корреляции параметров субсенсорных реакций человека и стрессовых состояний. Методами тензометрии определяются параметры непроизвольных движений конечностей человека, возникающих на фоне формируемых им произвольных изометрических усилий. Полученная информация обрабатывается с использованием технологий гибридного искусственного интеллекта: выявляются фрагменты треморограмм, характерные для неврологических расстройств и особых функциональных состояний центральной нервной системы. Далее специалисты сопоставляют их с отдельными стадиями различных заболеваний и физиологическими особенностями организма человека.
«Предлагаемый метод отличается высокой достоверностью, простотой процедуры и минимальным воздействием на человека. Разработка найдет применение в медицине при диагностике стрессовых состояний и выявлении патологий моторных отделов центральной нервной системы, в спортивной медицине, в профессиональном отборе и диагностике состояний, связанных с профессиональным выгоранием», – отмечает доцент кафедры вычислительной техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ольга Буренева.
Данные исследования проводятся в рамках деятельности Научного центра мирового уровня (НЦМУ) Павловский центр «Интегративная физиология – медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости», который был создан в 2020 году по нацпроекту «Наука и университеты». В состав НЦМУ входят СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и три учреждения РАН: Институт физиологии им. И.П. Павлова, Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова и Институт медико-биологических проблем. В рамках научного центра мирового уровня Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» проводит прорывные исследования в области применения сильного гибридного интеллекта в медицине.
Ученые разрабатывают комплексную математически обоснованную модель интероперабельности методов обработки физиологических данных, технологии программно-аппаратного моделирования нейропроцессов, а также модели неинвазивной регистрации параметров и коррекции состояния организма.
«Для интеллектуализации медицины и физиологии необходимо развитие коэволюционирующего гибридного интеллекта как симбиоза искусственного и естественного интеллектов, которые развиваются взаимно, обучая и дополняя друг друга», – отмечает Юлия Шичкина, руководитель отдела «Искусственный интеллект в физиологии и медицине» Международного инновационного института искусственного интеллекта, кибербезопасности и коммуникаций им. А.С. Попова СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
Деятельность центра направлена на создание аппаратных моделей нейропроцессов, диагностических систем на основе ИИ, неинвазивных технологий нейромодуляции двигательных и висцеральных функций, методов профилактики и лечения стресс-индуцированных расстройств, болевых синдромов, болезни Альцгеймера и диабета, а также решение других проблем.
НЦМУ входит в число получателей субсидий из федерального бюджета по приоритетному направлению научно-технологического развития «Персонализированная медицина, высокотехнологичное здравоохранение и технологии здоровьесбережения».
Иллюстрация к статье:
Обсуждение