Сквозные нейротехнологии, как акселератор для инноваций. Эксперты «Нейронет» оценили прикладные возможности индустрии

Нейроиндустрия – самая перспективная отрасль в мире, которая в разы обгоняет по темпам роста любую другую. Прикладные решения для нейротехнологий всегда носят сквозной характер и ускоряют развитие инноваций в других областях, служа им эффективным акселератором. К таким выводам пришли участники рынка «Нейронет», встретившиеся в рамках очередного слёта.

Мероприятие прошло в Кампусе Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) в городе Владивостоке. Участниками стали практики и эксперты рынка «Нейронет»: представители бизнес-сообщества, учёные, врачи, студенты. Они обсудили последние достижения в сфере нейротехнологий, рассмотрели результаты амбициозных исследований, а также оценили перспективы отрасли на обозримое будущее.

«В этом году нам удалось подготовить более обширную программу мероприятия. Она включает в себя не только медицинское направление, но и прикладные исследования в сфере искусственного интеллекта, продукты и решения в области робототехники, ассистирования, образования», – отметил в ходе приветственного слова Владимир Нелюб, проректор по научной работе ДВФУ.

Модератором встречи выступил Андрей Сущенко, Директор Департамента математического и компьютерного моделирования Института математики и компьютерных технологий ДВФУ. Он очертил главную повестку мероприятия – развитие нейротехнологий в ключе нейрохирургии, искусственного интеллекта и дополненной реальности.

«Сквозные технологии, включая виртуальную и дополненную реальности, сегодня могут ускорить инновации в самых различных областях», – уверен Андрей Сущенко.

В Дальневосточном федеральном университете знают об этом не понаслышке. Инвазивные нейротехнологии разрабатывают в его стенах уже не первый год. Результаты этих исследований были подробно представлены участникам слёта.

«Что такое инвазивные нейротехнологии? Это высокотехнологичные нейрохирургические методы лечения, суть которых – направленная стимуляция определённых структур головного или спинного мозга, а также периферических нервов. Они эффективно применяются при 22 видах патологий. Это болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, синдром Туретта, спастические синдромы, болевые синдромы, нейропатические боли и другие», – поделился сотрудник ДВФУ, врач Алексей Якимов.

Спикер рассказал о нейростимуляторах, используемых в университете, в частности представил преимущества и возможности генераторов Percept PC, системы BOSTON. Vercise DBS System, Abbott. Infinity DBS, баклофенной помпы ITB Medtronic Synchromed II.

В 2021–2023 гг. за счёт качественного отбора пациентов для проведения нейромодуляции врачам удалось достичь высоких результатов и доказать эффективность данных методов лечения. От 84% до 90% пациентов ДВФУ продемонстрировали явный терапевтический эффект от нейростимуляции, который существенно повлиял на их качество жизни. Это снижение боли, тремора, улучшение походки и осанки.

«Как видите, нейростимуляция демонстрирует свою эффективность. Результаты наших операций помогают значительно улучшить жизнь пациентов. Прямо сейчас в лаборатории по экспериментальной и трансляционной медицине Медицинского центра ДВФУ идут разработки новой модели электрода и прототипа собственного нейростимулятора. До его клинического внедрения пройдёт много лет, но будущее за нами. Приглашаю экспертное сообщество «Нейронет» поучаствовать в данной разработке. Это касается не только медиков, но и представителей IT, инженеров и остальных», – пригласил к сотрудничеству участников слёта Олег Пак, Главный врач Медицинского комплекса ДВФУ, кандидат медицинских наук.

О кибернетическом подходе в управлении и очувствлении бионических протезов рассказал Юрий Матвиенко, руководитель проекта инвазивных исследований ООО «Моторика».

«Человеческая рука выполняет сразу три функции: моторную, сенсорную и коммуникативную. Они отвечают за воздействие, взаимодействие и ощущения. Разрабатывая протезы, мы учитываем все эти функции», – подчеркнул Юрий Матвиенко.

Эксперт рассказал про наиболее сложную часть разработки – очувствление. Оно бывает инвазивным и неинвазивным. Компании «Моторика» уже удалось добиться успехов в этом деле. Её инженеры разработали датчики, которые позволяют пациентам, опираясь лишь на ощущения от протеза, определить размер предмета, понять твёрдый он или мягкий.

Кроме того, эксперименты в области электростимуляции позволили специалистам «Моторики» успешно избавлять своих клиентов от фантомных болей.

На электростимуляции головного мозга основан и проект ELVIS, в рамках которого разрабатывается нейроимплант, активирующий кибернетическое зрения у незрячих людей. Уникальную российскую разработку представил Денис Кулешов, директор АНО «Лаборатория «Сенсор-Тех».

«Мы создали технологию, которая позволяет в режиме реального времени передавать с камеры картинку на зрительную кору головного мозга, преобразуя её в поток импульсов. С их помощью пациенты смогут видеть окружающий мир, даже если они были полностью слепые (…) Такое зрение называется фосфенным – это зрение головного мозга», – поделился Денис Кулешов.

Визуально пациенты, которым внедрят нейроимплант Elvis, будут видеть окружающий мир в виде ярких вспышек, обрисовывающих контуры предметов.

Наибольшую технологическую сложность в разработке представляет именно имплантируемая часть. Для её создания используется микроэлектроника и ультрасовременные материалы – всё должно поместиться в очень компактный корпус, функциональный и безопасный для пользователя.

«В проекте ELVIS применяется и нейрофизиология, и биоинженерия, и искусственный интеллект. Мы не просто передаём изображение с камеры. Мы создали алгоритмы, которые создают упрощённую картинку для пользователя, даже запатентовали их. Они в режиме реального времени анализируют изображение с камеры, обводят контуры и очертания объектов и предметов. То есть пациент видит не то, что снимает камера, а то, что уже обработано для него искусственным интеллектом», – отметил Денис Кулешов.

Про современные подходы к созданию моделей мозга и разработке нейротехнологий рассказал Владислав Фарниев, научный сотрудник Центра геномной и регенеративной медицины ДВФУ.

Его доклад был посвящён испытаниям молекулярных клеточных продуктов, которые помогают излечить причину многих заболеваний, как нейродегенеративных, так и нейроонкологических, а также тех, которые связаны с какими-то метаболическими нарушениями.

По словам Фарниева, в ДВФУ используются две исследовательские модели – IN VIVO и EX VIVO.

«Чем они отличаются? EX VIVO – это когда вы из лабораторного животного достаёте орган и помещаете его в искусственную среду для изучения. IN VIVO – это изучение органа непосредственно внутри лабораторного животного, но не такими методами, которые приняты в клинической практике, а лабораторными, с микроскопией и молекулярно-генетическими исследованиями», – пояснил Владислав Фарниев.

Разработанные в ДВФУ модели EX VIVO используются для продвинутой диагностики онкологических заболеваний головного мозга и в целом нервной системы. Для этой модели в университете была создана специальная поддерживающая среда, которая создаёт условия, чтобы орган оставался живым на протяжении всего исследования. Она сохраняет все ткани и никак их не модифицирует, что позволяет изучать материал в неизменной форме.

Другая разработка ДВФУ – специальные зонды для атомно-силового микроскопа, которые позволяют изучать живую ткань и получать первые экспериментальные данные уже в течение 5-10 минут. Благодаря таким зондам хирург прямо во время операции может изучить опухоль онкобольного, определить её тип и понять какой объём ткани необходимо иссечь.

«Атомно-силовая микроскопия более всего подходит для нейротехнологий. Она пришла из области инженерии и биотехнологий, где необходимо было исследовать объекты на наличие микро и нано дефектов. С её помощью можно делать нано инъекции или измерять микропотенциал. Это позволит узнавать о том, как работает ваш продукт на клеточном и молекулярном уровне», – сказал Владислав Фарниев.

О том, как Дальневосточный федеральный университет создаёт врачей новой формации, использующих в своей работе самые передовые достижения науки и медицины, рассказал Роман Гончарук, директор института «Школы медицины и наук о жизни», ДВФУ.

«На сегодняшний день в ДВФУ есть замечательная связка между «Школой медицины и наук о жизни» и медицинским комплексом, которая позволяет воплотить в жизнь постулат «Образование – в науку, науку – в инновации, инновации – в клиническую практику». Как вы сегодня узнали, все те инновационные разработки, которые осуществляются на базе всего ДВФУ, включены в клинический процесс», – подчеркнул Роман Гончарук.

Эксперт отметил, что школа медицины состоит из двух блоков – клинического и фундаментального. В рамках последнего ведётся взаимодействие с научными институтами Дальневосточного отделения РАН, которое позволяет создавать и воплощать в жизнь самые различные научные исследования, находить партнёров и коммерциализировать созданные продукты в последующей клинической практике.

Клинический блок делится на три структуры: терапевтический, хирургический и акушерско-гинекологический.  В рамках каждой проводятся научные исследования.

Роман Гончарук рассказал и об особенностях подготовки студентов, включающей как теорию, так и практику, в том числе работу в клинике. Вуз уделяет особое внимание повышению квалификации недавних выпускников, а также дополнительному специальному образованию.

Перспективы междисциплинарного подхода в науке раскрыл Григорий Алексанин, директор Института математики и компьютерных технологий ДВФУ.

Эксперт рассказал о проекте искусственного интеллекта, способного считывать посредством энцефалограммы и различать позитивные и негативные эмоции человека. Другой проект института математики – реабилитация пациентов после инсульта или контузии с помощью электростимуляции и виртуальной реальности. Но главный конёк дальневосточных математиков – искусственный интеллект.

«Представьте, что 20 лет назад вам понадобилось создать свой веб-сайт. В то время это было непросто. Потребовалась бы команда программистов и несколько месяцев работы. Сегодня же на конструкторах сайтов собрать себе страничку может любой школьник за вечер. Мы хотим повторить эту историю с искусственным интеллектом. Уже разработали на базе университета соответствующую платформу ИИ, в которой можно собрать себе модель, обучить её и применить на практике без каких-либо сложных навыков – справится любой хороший айтишник», – поделился Григорий Алексанин.

По словам эксперта, в представленный конструктор искусственного интеллекта зашиты огромные блоки математики – между ними можно проводить достаточно удобные связи и собирать модели, которые будут решать практические задачи. У платформы есть сотни возможностей для применения, включая медицину.

«Если задача мутная, непонятная и невнятная – смело используйте искусственный интеллект. Не знаете, как связаны два набора данных? Вам нужен ИИ. Смелее используйте современные технологии, они не такие уж и сложные. Уже сейчас больше половины из вас умеет применять их без каких-либо знаний, а уже через пару лет эти возможности будут доступны буквально каждому», – напутствовал Григорий Алексанин.

От прикладных решений на глобальные вопросы рынка перевёл тему Андрей Виленский, генеральный директор ООО «НТЦ Медитэкс». Эксперт представил направление «Нейронет» с точки зрения финансов и одноимённой национальной технологической инициативы.

По его словам, рынок нейротехнологий будет сформирован примерно через 10 лет. Но уже сегодня он демонстрирует невероятный рост за счёт появления новых предприятий и проектов.

«Оборот российских компаний, относящих себя к НТИ «Нейронет», составляет уже около 144 млрд рублей. Это ядро отрасли. А вообще существует более 500 предприятий, которые занимаются нейротехнологиями – их совокупный рынок уже преодолел планку в 400 млрд рублей. Он демонстрирует очень большой процент роста – в мире это примерно 14% в год. Такого роста нет больше ни у одной другой отрасли», – резюмировал Андрей Виленский.

Таким образом, рынок «Нейронет» в настоящий момент времени является самым перспективным и востребованным для ойкумены.

Слёт участников нейроиндустрии во Владивостоке прошёл 16 декабря 2024 года. Мероприятие организовал Инфраструктурный центр по направлению «Нейронет» 3.0 НТИ (АНО «Технологии возможностей»), при содействии Дальневосточного федерального университета.