На лбу написано? Уральские ученые изобрели прибор для психологической экспертизы

15 Ноября 2018 Автор: Евгений Аникиенко
На лбу написано? Уральские ученые изобрели прибор для психологической экспертизы


Может ли машина исследовать наше психоэмоциональное состояние, способность адекватно мыслить и совершать поступки в критических жизненных ситуациях?

Эту еще недавно, казалось бы, фантастическую задачу поставили перед собой уральские ученые, и первые результаты исследований говорят в пользу машинного диагноста.

Огромный интерес на прошедшем в Екатеринбурге международном форуме по когнитивным нейронаукам Cognitive neuroscience-2018 вызвала демонстрация разработанного в конструкторском бюро «Химические системы» программно-аппаратного комплекса, исследующего лазерное излучение, отраженного от лобных тканей, для оценки психофизиологического состояния человека.

Наука-Аркадий-Кудряшов.jpgЧто дает нейролазерная диагностика? И какие возможности могут открыться для ученых, психологов и медиков? Это и стало главной темой нашего разговора с одним из авторов ноу-хау, аспирантом Южно-Уральского гуманитарно-педагогического университета Аркадием Кудряшовым.

Уловить биоимпульс!

— Что представляет собой этот прибор? По какому принципу он работает?

— Это компьютеризированный аппарат, который мы назвали поляриметром, основанный на принципе измерения степени поляризации отраженного от биологического объекта лазерного излучения нетепловой интенсивности. Наш программно-аппаратный комплекс, как мы надеемся, дополнит существующие методы исследования психофизиологического состояния человека.

С определенными оговорками наш прибор можно отнести к аппаратам неинвазивной (то есть без операционного вмешательства) нейровизуализации, среди которых широко известные современные методы — рентгеновская, компьютерная, магнитно-резонансная, ядерно-магнитнорезонансная томография. В последнее время также применяют магнитно-резонансную спектроскопию и диффузионную тензорную визуализацию, позволяющую оценить диффузию молекул воды вдоль миелиновой оболочки нервных клеток головного мозга и получить информацию о сохранности структур его белого вещества.

Наш комплекс принципиально отличается от традиционной лазерной машинерии тем, что лазерное излучение применяется не для оказания энергетического воздействие на ткани организма для получения терапевтического эффекта, а как инструмент считывания информации о состоянии человека. Это своего рода аналог записи данных с помощью лазерного излучения в DVD-проигрывателях.

От биоскопа к фотометру

— А были ли у вашего комплекса и другие прообразы, еще не нашедшие применения в медицине?

— В какой-то мере эту роль сыграли наши эксперименты с модуляцией лазерного излучения при контакте с биообъектами с использованием биоскопа — прибора, созданного учеными Ереванского института физиологии им. Л.А. Орбели Национальной академии наук Армении. Этот программно-аппаратный комплекс для изучения интегративного (целостного) состояния организма позволяет дистанционно, с расстояния в несколько метров определить психоэмоционный фон не только одного человека, но и группы людей. Мы применили биоскоп в качестве устройства, измеряющего психоэмоциональную «ауру» коллектива в ходе проведения совещаний в рабочем, производственном контексте, и получили наглядные результаты. Но, на наш взгляд, точность измерений необходимо повышать.

— А как ее повысить?

— Поэтому мы и пошли по другому пути — разработали программно-аппаратный комплекс оригинальной авторской конструкции, который работает в прямом контакте с лобной частью головы человека и дает, на наш взгляд, более точную информацию о его состоянии.

На первом этапе мы провели эксперимент с другим созданным нами прибором — фотометром. Суть этого метода в том, что он улавливает изменение интенсивности отраженного от тканей человека лазерного излучения, луч лазера делится светоделительным кубом на опорный и предметный, который, в свою очередь, падает на объект исследования, отражается и попадает на фотодиод. Опорный луч тоже оказывается в фотодиодной ловушке. На поверхности кристалла происходит интерференция лучей, а программно-аппаратный комплекс обрабатывает принятый сигнал: интенсивность, частоту, спектр...

Поляризованный луч

— Но вы пошли дальше? В чем новизна вашего подхода?

— В сочетании лазерных и IT-технологий и новейших диагностических методов современной медицины. Модернизировав комплекс, мы создали гораздо более чувствительный прибор — поляриметр, принцип действия которого основан на измерении поляризации отраженного излучения. Теперь проводим исследования, изучаем влияние тканей человека на поляризацию лазерного излучения. Оно подается в область лба, а затем отраженный промодулированный сигнал улавливается и анализируется. Изменения фиксируются, и по ним оценивается психоэмоциональное состояние пациента. При этом никакого вреда организму не наносится, поскольку это слабое, даже не тепловое, излучение зеленого цветового спектра, проникающее вглубь кожи всего на 1 мм.

— И что дает поляризация?

— Особенность этой инновационной технологии в том, что луч лазера поляризуется специфической пластиной, перед тем как падает на лобную часть головы, отражается и попадает в блок регистрации. В нем установлены два детектора с разницей поляризации в 90 градусов. На первый фотодетектор пропускается свет с одной плоскостью поляризации, на другой — как бы повернутый под прямым углом. Информация, как с DVD-диска, считывается с мозга и идет на компьютерную обработку. Регистрируя соотношение между интенсивностью света, попавшего на два фотодетектора, можно получить угол поляризации лазерного луча, отраженного от изучаемого объекта.

Добавлю, что для нужного эмоционального настроя в период воздействия человек получает заданный тон звучащей из наушников мелодичной классической либо, наоборот, взрывной, агрессивной музыки. А мы изучаем графические реакции на нее, зарегистрированные спектроскопом.

Включить регенерацию?

— Можно ли этот метод применить и для терапевтических целей, для лечения больных пациентов?

— Наш метод в первую очередь диагностический, а не терапевтический. После доводки его можно будет применять в различных исследованиях по изучению психологического и физиологического состояния человека. Пока он проходит испытания, но не исключено, что в будущем найдет широкое применение. Необходимо отметить, что лазерное излучение применяется и в исследовании и корректировке состояния животных. Например, исследователи из Нижнего Новгорода изучают возможность применения родственной лазерной технологии, разработанной учеными Научно-исследовательского института прикладной и фундаментальной медицины и медиками Нижегородской медакадемии.

Они исследуют возможное лечебное и превентивное воздействие электромагнитного излучения, модулированного биоструктурами, на течение острой инсулиновой недостаточности у животных. Как утверждают ученые, проведенные исследования убедительно показали оздоравливающий эффект от воздействия этих лучей на больных сахарным диабетом крыс. Динамика изменения уровня глюкозы в их крови и выживаемость в опытных группах наглядно демонстрирует возможности этого метода.

— Если это так, то что подстегнуло целительный эффект?

— По мнению авторов упомянутого исследования, причина все в той же модуляции электромагнитного излучения гелиево-неонового лазера. В ходе эксперимента оно просачивается через срез тканей здоровой крысы, отвечающих за выработку гормонов, которых недостает больному сородичу, модулируется. Затем луч с информацией, «записанной» в поджелудочной железе и селезенке лечебной (здоровой) особи, включает адаптационный механизм и регенерационные процессы в поврежденном органе больного животного. А защитное, превентивное применение модулированного электромагнитного излучения, как показали исследования, оказывает так называемый цитопротекторный эффект, усиливая иммунитет, сопротивляемость организма животных.

Смодулировать болезнь?

— Есть ли надежда на лазерное излечение не только животных, но и людей?

— Пока об этом говорить рано. Нужна тщательная проверка предварительных выводов ученых, дополнительные исследования. Но если они подтвердятся и в ходе клинических испытаний, вполне возможно, что, совместив эту технологию с нашей, медицина получит новый инструмент для лечения заболеваний. Не исключено, что лазерная модуляция в перспективе поможет и избавлению от нервных, психических расстройств-дисфункций.

— Но модулятор может принести немалую пользу и в других сферах?

— Это так. Область применения любой технологии, связанной с исследованием состояния человека, так же широка, как и сфера его жизнедеятельности. Одно из возможных применений — оценка адаптации человека к экстремальным условиям, что очень важно знать в том числе при выборе профессии. Например, годится ли он для космической стези, сможет ли работать летчиком, спасателем, водолазом.

Мы будем совершенствовать этот метод, доводить его до стандартов современной нейрофизиологии и медицины. На международном нейрофоруме мы обсуждали возможное сотрудничество, например, с Уральским медуниверситетом Екатеринбурга. Но эксперименты с участием людей в качестве испытуемых нужно проводить с большой осторожностью, чтобы не навредить человеку. Модулированное излучение не панацея, а скорее, один из экспериментальных методов диагностики, который многое может подсказать врачу. Но хочется верить, что в сочетании с традиционным лечением он сможет принести и оздоравливающий, мультипликативный эффект.

12.12.2018 | 12:17
Не окончена война. Ученикам Яраткуловской школы подарили два металлоискателя

История эта началась еще в начале декабря, когда на прием к председателю Заксобрания Владимиру Мякушу в общественную приемную Дмитрия Медведева приехали глава Яраткуловского сельского поселения Аргаяшского района Ильгиз Туктаров и учитель местной школы Азат Халилов.

11.12.2018 | 15:49
Вернуть воду природе. Как эффективная экономика помогает сохранять экологию

Ошибочно считать, что теплоэнергетика как-то серьезно влияет на воду, которую ТЭЦ берут из рек и озер, а потом, после ее использования в производственных циклах, частично возвращают обратно. Как раз наоборот: по данным лабораторных исследований, вода возвращается в родной источник даже в более чистом виде.

14.12.2018 | 14:04
В Пласте обитатели ветхих бараков к Новому году справят новоселье

Депутат Госдумы Андрей Барышев проинспектировал ход строительства новых домов, возводимых для переселенцев «аварийки».

13.12.2018 | 17:04
«Прошлое в настоящем». Центр Кыштыма обретет исторический облик

Напомним, что Кыштым стал одним из семи малых городов региона, участвовавших в 2018 году во Всероссийском конкурсе по созданию комфортной городской среды.

Новости   
Спецпроекты