Меню
Вернуться к новостям

Всеволод Белоусов рассказал о новейших методиках нейрореабилитации

В России стремительно развиваются нейротехнологии, многие из них уже выходят за пределы лабораторий: от айтрекинга и VR‑реабилитации до термогенетики и нейропротезов, способных передавать тактильные ощущения. При этом сами болезни мозга молодеют — и это ставит перед наукой новые задачи. О том, как мозг платит за нарушения сна и какие технологии сегодня дают шанс не просто лечить последствия заболеваний нервной системы, а влиять на сами механизмы развития болезней, в интервью «Известиям» рассказал российский ученый-нейробиолог, директор Федерального центра мозга и нейротехнологий Федерального медико-биологического агентства, председатель научного комитета Национальной премии в области будущих технологий «Вызов» Всеволод Белоусов.

— Всеволод Вадимович, как сегодня меняется статистика по заболеваниям мозга в России, например возрастная структура?

— Часто из разных источников можно услышать, что инсульт молодеет, однако тут ситуация скорее стабильная и даже движется в сторону улучшения. А вот нейродегенеративные заболевания всё чаще диагностируют у людей молодого возраста. Мы пока не знаем наверняка, реально ли когнитивные дисфункции помолодели или же мы просто научились лучше их выявлять. Факт в том, что болезнь Паркинсона, которая раньше считалась уделом исключительно пожилых людей, сейчас встречается у достаточно молодых пациентов — среди людей 40+ и 50+. То же самое с болезнью Альцгеймера, с боковым амиотрофическим склерозом, а также с широким классом нейроиммунных и нейровоспалительных заболеваний, таких как рассеянный склероз.

— С чем это может быть связано? Есть ли какие-то ключевые факторы, на которые наука сегодня смотрит как на возможные причины смещения возрастной планки этих заболеваний?

— Можно только предположить. Это стресс, нехватка или ненормальный режим сна. В течение дня в мозге накапливаются мелкие «поломки», отходы жизнедеятельности, и именно во сне мозг от них избавляется. Поэтому качественный сон абсолютно принципиален.

У современных людей, особенно в мегаполисах, система возбуждения и торможения серьезно нарушена. В сбоях работы нервной системы виновен и световой режим, и гаджеты. Повсеместное использование смартфонов ведет к нарушениям сна, а значит, к накоплению микроповреждений на молекулярном уровне. Иммунная система пытается эти повреждения «зачистить», но ее активность несет риски воспаления. Возникают усиливающие друг друга каскады молекулярных событий — и, видимо, именно они ведут к тому, что перечисленные заболевания молодеют.

— Получается, смартфоны — это фактор риска для мозга?

— Нельзя сказать, что гаджеты — прямая причина болезни Паркинсона, например. Скорее, смартфоны выбивают нас из привычного для биологических существ ритма жизни. Это один из факторов.

— Раньше медицина в основном боролась с последствиями, а сейчас всё чаще говорят о воздействии на механизмы болезни. Удается ли это в сфере патологий мозга?

— Там, где мы начинаем понимать молекулярные механизмы, медицина действительно двигается вперед. Например, в области нейродегенеративных болезней и эпилепсии есть наследственные случаи, когда мы четко знаем, что конкретная мутация в определенном гене приводит к патологии, и мы можем действовать либо фармакологически, либо с помощью генных терапий. Но если взять весь спектр нейродегенеративных заболеваний, то наследственные формы составляют лишь 5–10 %. Остальные — спорадические случаи. Возможно, есть какие-то генетические аномалии, повышающие предрасположенность, но их много, и мы пока не можем точно сказать, почему один пациент заболел, а другой нет. Здесь нам могут помочь системы искусственного интеллекта, которые могут работать с большими массивами данных и видеть закономерности, недоступные человеческому глазу. А еще важны методы ранней диагностики. Даже если мы не знаем, почему запускается патологический процесс, мы можем выявить его на досимптомной стадии — за 10–20 лет до появления явных признаков болезни — и существенно замедлить прогрессию.

— Федеральный центр мозга и нейротехнологий ФМБА объединяет фундаментальную науку и клинику. Какие разработки последнего времени уже вышли из лабораторий и начинают применяться в лечении пациентов?

— Один из таких проектов — это Центр когнитивного и психоэмоционального здоровья ФМБА России, созданный в 2024 году по поручению руководителя агентства Вероники Скворцовой. Его цель — на раннем этапе выявлять начальные формы когнитивных снижений у практически здоровых людей. Если мы их находим, то подключаем целый арсенал методов: когнитивные тренировки, физические упражнения — всё это подбирается индивидуально.

Например, если нарушена память, то тренировки будут направлены именно на ее улучшение. Если страдает внимание — работаем с вниманием. Это своего рода фитнес для мозга. И такие тренировки действительно могут существенно замедлять прогрессирование заболевания. Особенно если параллельно мы нормализуем сон, питание, снижаем уровень стресса — в том числе с помощью технологий биологической обратной связи.

ERS00288.JPG

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем


— Что ещё нового в плане технологий появляется в арсенале неврологов?

— Многие из современных методик пришли из реабилитации, где они давно и успешно применяются. Оказалось, что они отлично работают и для замедления прогрессии неврологических заболеваний — еще до появления жестких нарушений функций, таких как проблемы с ходьбой или речью. Среди самых перспективных — технологии интерфейсов «мозг — компьютер», в первую очередь неинвазивные, основанные на электроэнцефалографии. Также активно развиваются методы биологической обратной связи. Они позволяют буквально «учить» пациента заново управлять своим телом.

— Расскажите подробнее, как такие системы работают.

— Например, у человека после инсульта не двигается рука, хотя сама конечность здорова. Проблема в том, что повреждена область мозга, отвечающая за контроль этой руки. Нам нужно переобучить мозг, чтобы другие его зоны взяли эту функцию на себя. Здесь на помощь приходят технологии виртуальной реальности: мы надеваем на пациента VR‑очки и шлем ЭЭГ. Задача электроэнцефалографии — детектировать момент, когда человек только пытается двинуть рукой. В виртуальной реальности рука двигается — даже если в реальности она остается неподвижной. Это посылает в мозг сигнал об успешности действия и формирует важный контур обратной связи. На следующем этапе мы подключаем роботизированное устройство, которое помогает руке совершить реальное движение в ответ на импульс из мозга. Постепенно мы убираем роботизированную поддержку, и человек начинает пользоваться собственной рукой. Это сочетание VR, нейроинтерфейсов и роботизированной поддержки уже используется в клинической практике.

— Разрабатываете ли вы системы реабилитации с использованием силы мысли или взгляда?

— Важное для нас направление — айтрекинг, то есть отслеживание движений глаз. Эти технологии бывают как диагностическими, так и терапевтическими. По микродвижениям глаз можно довольно точно выстраивать диагностику определенных состояний при нарушении работы мозга. Особенно ценен айтрекинг для пациентов на ранних этапах реабилитации, когда они еще обездвижены, — например, после травмы шейного отдела или инсульта. У них могут двигаться только глаза, и с помощью коммуникативного айтрекера они могут набирать текст на экране или выбирать ответы, двигая глазами. Это не только способ коммуникации, но и тренировка когнитивных функций. Мы сами разрабатываем такие приборы в сотрудничестве с госкорпорацией «Росатом». Сейчас они близки к серийному производству.

Всеволод Белоусов.jpg

Всеволод Белоусов на съёмках проекта «Вызов Софико»

— Ещё одна область, которая активно развивается, — нейропротезирование. Расскажите, что происходит в этом направлении?

— У нас открыт Центр кибернетической медицины и нейропротезирования — совместный проект с компанией «Моторика», одним из ведущих производителей бионических протезов в мире. Эти протезы позволяют человеку выполнять захваты, кодировать жесты, снимая информацию о движении с мышц культи с помощью электромиографии. Но мы пошли дальше и разрабатываем протезы, которые могут чувствовать предметы и передавать эту информацию напрямую в нервы. Это многокомпонентная технология: здесь нужен и VR для предпротезной подготовки, и работа с фантомными болями, которые часто возникают у пациентов после ампутации. Фантомная боль связана с разрывом нерва: в норме он постоянно получает сенсорную «подпитку» и понимает, что всё в порядке. Когда эта подпитка исчезает, возникает болевой синдром. Одна из технологий борьбы с этим — установка имплантов, нейростимуляторов в периферический нерв. Стимулятор подает сигналы, которые «обманывают» нервную систему и купируют боль.

— Когда эти технологии станут доступны широкой аудитории?

— По нашим планам, первые серийные образцы могут появиться к 2029–2030 годам. Мы также создаем новые системы управления протезами, системы функциональной электростимуляции мышц для вертикализации пациентов с травмами спинного мозга, а также цифровую систему оценки двигательных нарушений при болезни Паркинсона. Цель — чтобы разные врачи, осматривая одного и того же пациента, выставляли одинаковые баллы по шкалам. Для этого мы применяем математический аппарат и технологии искусственного интеллекта. Это позволит унифицировать диагностику и при других нарушениях.

— Расскажите о технологиях для людей, которые столкнулись с тяжелыми травмами и обездвижены. У вас ведутся такие разработки?

— Системы вертикализации пациентов при спинальных травмах — важное направление нашей работы. У нас есть целый комплекс технологий: инструментальная вертикализация, имплантация электродов в спинной мозг для стимуляции центров шаговой активности, а также препарат на основе мезенхимальных стволовых клеток. Сейчас мы начали клинические исследования этого препарата. Его цель — снизить воспаление в очаге повреждения в острый период травмы.

— Ваша область научных интересов — оптогенетика, то есть управление живыми клетками с помощью света, и термогенетика, когда для этих же целей используют температуру. Что сейчас происходит в этих сферах и как они приближаются к практике?

— Оптогенетику во всем мире и в России используют в попытках фотопротезирования сетчатки: с ее помощью оставшиеся нервные клетки учат воспринимать свет — это не вернет идеальное зрение, но поможет человеку ориентироваться. Главная проблема — иммунный ответ на чужеродные белки (например, белки из микроорганизмов), которые используют в технологии. Что касается термогенетики — здесь мы серьезно продвинулись. И, пожалуй, мы являемся мировыми лидерами в этой области. На мышах мы научились управлять нейронами с помощью человеческих терморецепторов — они не вызывают иммунной реакции у человека. Сейчас мы тестируем подход на моделях эпилепсии: система с электродами будет детектировать патологическую активность и автоматически подавлять ее лазером или ультразвуком — до появления приступа. В ближайшей перспективе планируем доклинические испытания на крупных лабораторных животных.

— Вернёмся к проблеме нейродегенеративных заболеваний. Возможно ли в принципе создать не симптоматическое лечение таких патологий?

— Пока в мире нет действительно эффективных препаратов для лечения нейродегенерации. Стратегии, основанные на удалении белковых агрегатов с помощью терапевтических антител, на ранних стадиях вызывают ажиотаж и показывают неплохие результаты. Но на третьей фазе клинических исследований многие такие препараты терпят неудачу — либо из‑за побочных эффектов, либо из‑за недостаточной эффективности.

— То есть «таблетки от деменции» по-прежнему нет?

— Пока кроме когнитивных тренингов, физиотерапии, ЛФК и нормализации образа жизни у нас нет стратегий, эффективно воздействующих на нейродегенерацию на ранней стадии. Но если эффективные препараты появятся, они, скорее всего, будут универсальными: у разных нейродегенеративных болезней много общих молекулярных механизмов (накопление патологических белков, окислительный стресс, нейровоспаление и др.). Воздействие на эти общие механизмы может помочь сразу при нескольких заболеваниях.

Всеволод Белоусов.JPG

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Андрей Эрштрем

— В этом году вы возглавили научный комитет Национальной премии в области будущих технологий «Вызов». Что можно сказать о заявочной кампании этого года? Много ли заявок связано с нейротехнологиями и что это за проекты?

— Заявок очень много — более 1,4 тыс., это примерно вдвое больше, чем в прошлом году. Заявки пришли из 48 стран. Отдельно отмечу, что порядка половины — от молодых ученых и специалистов. Интересно, что номинация «Инженерное решение» впервые получила самое большое число заявок. Это хороший сигнал: он говорит о том, что прикладная, инженерная наука становится заметнее и востребованнее. Мы с самого начала выделили эту номинацию, потому что разработки, которые реально внедряются в жизнь, нередко ускользают от внимания — даже в научном сообществе. Нейрозаявок не подавляющее большинство, но они есть, и среди них — очень сильные работы. С высокой вероятностью они войдут как минимум в шорт‑лист. Окончательные решения, разумеется, примет научный комитет в ходе плановой работы.

— Как вы оцениваете успех премии «Вызов» на международной арене?

— Рост числа заявок и их география — лучший индикатор. Премия становится всё более узнаваемой за рубежом. Российская наука исторически занимает заметное место в мировом ландшафте, и этот статус сохраняется.

— Если оглянуться на фантастику — от книг до кино, где мозг живет отдельно от тела, а технологии стирают грань между человеком и машиной, — что из этого реально может воплотиться в жизнь в обозримом будущем?

— Возьмём протезы. Почему бы кисти не иметь шесть пальцев или не заменяться на специализированный инструмент, управляемый через нейроинтерфейс? Сейчас мы делаем первые шаги — пытаемся «очувствить» протез, срастить его с нервной системой. Второе перспективное направление звучит почти как научная фантастика, но базируется на биологии: в будущем мы сможем управлять болезнями через нервную систему. Нервы пронизывают всё тело и участвуют даже в развитии периферических опухолей — могут косвенно «подпитывать» их, помогая обходить иммунный ответ. Значит, в теории, воздействуя на нужные нервные пути, можно влиять и на патологические процессы. Любопытно, что к похожей идее эмпирически пришла традиционная китайская медицина: акупунктура и точечные воздействия — по сути, стимуляция периферической нервной системы для запуска нужных реакций в организме. Теперь, зная анатомию и механизмы работы нервов, мы можем перевести эти подходы в русло доказательной медицины.

Источник: Известия/ Мария Недюк