Как использовать виртуальную реальность для реабилитации парализованных людей

Графический дизайнер из Томска Николай Муравьев 13 лет назад получил травму позвоночника и потерял способность ходить. Трагедия привела его к идее — использовать виртуальную реальность для реабилитации парализованных людей. Приложение для VR-очков дает возможность пользователям управлять своим виртуальным телом, что активирует в мозге процессы нейропластичности и в дальнейшем может вернуть двигательные функции. Технология VR GO не заменяет классические методы реабилитации, но дополняет их.

В интервью циклу «Страну меняют люди» Николай Муравьев поделился историей, как несчастный случай привел его к стартапу, как он смог найти деньги на проект, а также рассказал о планах пожать руку Илону Маску.

Наша методика основана на идеомоторном акте. Когда человек активно представляет какое-либо действие в своем воображении, например, движение руки или ноги, его мозг активирует те же самые зоны, что и при реальном выполнении этого движения. Таким образом мы можем «тренировать» наш мозг и, соответственно, «стучаться» к мышцам.

В нашем приложении пользователь управляет цифровым аватаром движениями головы и шеи, имитируя движения своих рук и ног. В теории, со временем, мозг должен создать новые связи между нейронами взамен повреждённых. В медицине это свойство мозга называется нейропластичность.

— Почему вы занялись этим?

— 13 лет назад, в 2010 году, я получил травму позвоночника на лыжной базе, где мы отмечали день рождения друга. На улице было тридцать с лишним градусов мороза, и чтобы согреться, я решил скатиться с горки на санках. Я сел на спортивные санки и поставил на них ноги — думал, так снег не будет лететь в лицо. Но из-за этого потерял контроль над управлением.

Друзья рассказали, что я заехал на небольшой трамплин по накатке лыжников, пролетел поворот, врезался в два дерева и не смог подняться. Они подбежали и спросили: «Коль, ты чего?» А я говорю: «Мне холодно, не могу двигаться...»

Повезло, что рядом на лыжах катался врач из областной больницы, который помог грамотно провести эвакуацию. В местном кафе он с друзьями взяли обеденный стол и на импровизированных носилках на снегоходе подняли меня на гору.

Скорая доставила меня в городскую больницу, где долго пытались стабилизировать состояние, не могли начать операцию. У меня был перелом 8–9 позвонка и ушиб спинного мозга. Врачи сначала поставили специальную конструкцию для поддержки позвоночника, но полностью его выпрямить не удалось. Через три дня на месте поврежденных позвонков поставили титановый имплант.

После всех операций врачи сказали, что я снова смогу ходить, но когда именно — неизвестно. Как раз тогда они посоветовали мысленно представлять себе движение ног — сказали, что это может помочь в реабилитации. Я пытался, но чем больше проходило времени, тем это становилось сложнее.

— Помните момент, когда осознали, что больше не сможете ходить?

Такого не было. Я верю, что пойду.

Сложно было принять, что опять стал зависимым от кого-либо, потому что я только более-менее начал самостоятельно зарабатывать. До травмы рисовал картины на заказ, я ведь по специальности графический дизайнер, и желающих заказать их было много.

Не хочу рисовать, а хочу заниматься дизайном. Мечтал завязать с тусовками, взяться опять за спорт, развиваться...

— Бойтесь своих желаний

— Воистину!

После выписки я лежал дома и учился заново рисовать иллюстрации на компьютере. Не играл в игры, не сидел в интернете, а изучал графический дизайн. Прокачался, начал выполнять заказы рисовать сайты, фирменные стили, через год восстановился в университете после академа.

Через полгода после больницы меня отправили на реабилитацию. Показали, как подниматься с кровати, самостоятельно одеваться, ходить в душ. Я думал, что буду тренироваться по максимуму, встану и пойду, но ожидания не оправдались: первый инструктор был совсем не активным. При этом я видел, как другой инструктор занимается с ребятами нон-стопом, поэтому напросился к нему.

— Какие тренировки были?

— Много разных, но в основном занятия на полу. Делали на ковриках упражнения на равновесие, на четвереньках стояли и не только. Инструктор также размещал нас специально далеко от дивана и заставлял ползти к нему, чтобы потом мы залазили самостоятельно на диван и пересаживались в коляску. Каждая тренировка заканчивалась в коленном упоре. После тренировок я ужинал, затем падал без сил на кровать, с утра просыпался, закидывался обезболивающим и начинал новый день.

После Бердска я сразу поехал на реабилитацию в Новокузнецк, а там инструктор совсем не обращал на нас внимания. Просто давал указания, а сам сидел в телефоне, занимаясь своими делами. Я же пытался ходить, отжимался бесконечно в брусьях, тягал железо, делал всякие упражнения, лишь бы снова встать на ноги. Когда вернулся, меня «раздуло»: я так накачал мышцы, что кожа не выдержала и полопалась в области бицепса. После этого момента начал стабильно тренироваться.

Параллельно изучал разные методики, читал научные статьи. Стал заниматься дизайном, увлекся RC-дрифтом (от англ. «RC» — radio controlled) — собирал радиоуправляемые гоночные модели автомобилей. В 2012 году получил номинацию «Кузов года» по России, в журнале опубликовали мою работу. Также участвовал в разных конкурсах графического дизайна. В Nissan взял приз зрительских симпатий.

Увлекся созданием полноразмерных моделей шлемов персонажей Звездных Войн. Мои работы оценили в голливудсткой студии «STAN WINSTON SCHOOL OF CHARACTER ARTS», студии, создавшей визуалы таких культовых персонажей поп-культуры, как Чужой, Терминатор и многих других, отметив профессионализм и качество изделий. Создавал иллюстрации, печатал их на футболках, чехлах для телефонов.

Для одной из иллюстраций решил сделать фотосессию с девушкой в шлеме штурмовика «Звездных войн». Сначала думал купить его, но я же не ищу легких путей по жизни — решил сделать сам. Создал прототип шлема, снял силиконовую матрицу, отлил шлем двухкомпонентным пластиком, потом обработал, покрасил элементы, сдела внутреннюю подкладку.

Освоил технологию, начал делать шлемы персонажей из разных фантастических фильмов, из «Железного человека», например. Стал публиковать фотографии в социальных сетях, начали приходить подписчики. После победили с товарищем в международном конкурсе и сняли социальный ролик, который даже крутили на федеральных каналах.

— О чем ролик?

— В нём я делаю шлем штурмовика, публикую его фотографию в социальных сетях, девушка ставит лайк, мы начинаем с ней общаться и договариваемся о встрече. Когда она заходит в кафе, удивляется, что я сижу в инвалидном кресле. Затем я наливаю чашку чая «Brooke Bond» (который был спонсором ролика), предлагаю ей выпить, и у нас завязывается общение.

По сути, мы рассказали в нём мою историю, потому что раньше я при знакомстве старался не показывать, что я передвигаюсь на коляске. Стеснялся этого. Но потом задался вопросом, а что в этом плохого.

Позже чайная компания спросила, какой бы я хотел сделать подарок родному Томску. Я предложил спортивную площадку, на которой могли бы тренироваться люди с ограниченными физическими возможностями. В то время, я как раз занимался толканием ядра, жимом штанги — при собственном весе 75 кг поднимал 104 кг. В толкании ядра даже получил золотую медаль на областных соревнованиях.

В 2014 году мне пришла идея проекта. Я увидел очки виртуальной реальности, вспомнил слова врачей и подумал: почему бы не перенести представление движения в VR. Попробовал сделать это через Google Cardboard и записал видео с движениями от первого лица на GoPro, но отложил идею, потому что изображение было зацикленным и не давало того эффекта, что я хотел.

Спустя время поехал на повторную реабилитацию в Бердск, где протестировал разработку на других ребятах со схожими травмами. Один из парней смог непроизвольно подвигать ногой спустя 2–3 месяца после травмы, хотя прежде у него это не получалось. Его мама умоляла продать программу и компьютер, но я не рискнул — слишком сырой продукт был.

Затем я начал показывать разработку врачам. Мнения были разные: кто-то считал это игрушкой, кто-то поддерживал. Большинство поддерживали, понимая эффект. Веря в свою разработку я решил поучаствовать в научной выставке в Томской области. Представил проект и снова выиграл.

Многие удивлялись, как графический дизайнер без медицинского образования придумал новый метод реабилитации. Меня это задело, я даже думал поступать в медицинский вуз. Но один человек посоветовал просто найти того, кто заменит меня в этих компетенциях. Я тогда как раз познакомился с врачом кибернетиком Германом Шнайдером. Он круто себя проявил, и в дальнейшем я сделал его научным руководителем и соучредителем.

— Где в начале брали деньги на развитие?

— Свои вкладывали. Старались минимизировать затраты, особенно на дорогостоящем оборудование или подписках на программы. Справлялись тем, что было. Мы понимали, что необходимо разрабатывать для устройств из потребительского рынка, чтобы сделать технологию доступной для всех.

Менторы предлагали продавать прототип за 500 тысяч рублей, я говорил: «Вы шутите? Люди в тяжелой ситуации!» К тому же, я не доказал, что программа максимально эффективна, хотя верю, что это именно так. Но мне говорили: «Зарабатывай на богатых, потом будешь помогать бедным». Но я не хочу зарабатывать на горе, это неправильно.

Мы ещё участвовали в конкурсах, российских и международных, выигрывали и получали средства. В Китае, например, заняли третье место с нашим проектом. Потом появился партнер, который стал выделять сотрудников из своих ресурсов.

Мы начали работать с инженерией, сделали первый миограф, который измеряет мышечную активность. Сделали прототип игры, в которой научились управлять даже небольшой активностью мышц космическим кораблем. Сейчас хотим выпустить полноценную игру для VR-очков: пользователь, словно Доктор Стрендж, будет уничтожать врагов с помощью заклинаний разными комбинациями рук и пальцев. Это будет полезно тем, у кого ослаблено движение рук, потому что интерес к игре заставляет больше двигаться, способствуя тем самым восстановлению.

Новой ступенью в нашей инженерной разработке стало устройство «три в одном», которое назвали MSG (миограф, электростимулятор и электроэнцефалограф (ЭЭГ)). Миографом измеряем активность мышц, электростимуляцией стимулируем синхронность выполнения движений в виртуальной реальности, ЭЭГ используем для интерпретации импульсов головного мозга. В дальнейшем будем создавать новые сценарии, как это использовать правильно в реабилитации.

Недавно мы стали сотрудничать с питерской компанией Habilect, которая разрабатывает программно аппаратные комплексы для реабилитации. Habilect — одни из лидеров этого направления не только в России, но и зарубежом. Они собираются внедрять наши разработки в свою линейку продуктов. Партнеры будут работать с медицинскими центрами, а мы сфокусируемся на конечных потребителях, чтобы они могли не только в больнице, но и в домашних условиях пользоваться очками виртуальной реальности. Надеемся, у нас тогда наладятся финансы.

— Будете продавать комплект целиком: программа + шлем или просто приложение выпустите?

— Мы думаем над созданием единого комплекта: очки с установленной программой в одной коробке. Первые версии продукта были на очках от компании «Meta», сейчас признанной экстремистской и запрещенной в России. По этой причине перешли на продукцию китайского производителя Pico. Они не уступают конкурентам по качеству и производительности. Сейчас все продукты перевели на новые очки.

— Какой самый трудный период был за всё время?

— В начале 2022 у нас закончилось финансирование из-за определенных событий в мире. Мы примерно 4–5 месяцев вообще сидели без денег. Тратили последние свои средства на сотрудников, чтобы они не разбежались. Но с Божьей помощью нашелся ангел-хранитель, который сейчас нас поддерживает финансово, не требуя ничего взамен, только чтоб довели дело до финала и начали помогать всем нуждающимся. Это предприниматель Владимир Александрович Жаднов, с которым мы познакомились на ПМЭФ. У него своё производство по выращиванию рыбы, он очень поверил в нашу идею.

Сейчас в нашей команде 26 человек. Развиваем отдел программистов и активно работаем с врачами. В планах — развиваться в России и за рубежом. У меня даже сны были о моём будущем.

— Сны?

— Когда я лежал в больнице, помимо травмы позвоночника у меня было сотрясение мозга. Из-за этого я не мог смотреть на свет, но у меня обострились слух и обоняние до такой степени, что я мог определить, кто идет по коридору до того, как врач или медсестра войдут в палату.

Я знал, сколько у меня будет операций. Даже видел, как меня чуть ли не Нобелевской премией награждают, и что на церемонию в большой зал я пришёл с женой. Причем стоял на ногах! Может быть, эти видения меня мотивировали сделать что-то полезное, развивать технологии.

Я сейчас стал задумываться о серьезных отношениях. Найти спутницу жизни, но с моим вкусом и требованиями, конечно, это непросто. Я постоянно ищу себя в чем-то.

Думаю, ты слышал о теориях, что наш мир — симуляция, где каждое испытание — уровень, который нужно пройти. Я решил, что моя миссия и, наверное, судьба — сделать что-то важное и помочь людям, таким же, как я, и не только, перейти на другой уровень, поэтому занялся проектом.

— На каком вы сейчас уровне?

— Сложно определить, потому что у меня большие амбиции и планы на 10–20 лет вперед.

— Как вы измеряете эффективность разработок?

— Мы проводили в офисе пилотные исследования, пригласили людей с патологиями, черепно-мозговыми, спинномозговыми травмами, ДЦП, рассеянным склерозом, ампутацией. Наша программа помогла избавиться от фантомной боли. У кого-то появилась чувствительность, у кого-то появились непроизвольные сокращения. Это большой эксперимент, который предстоит изучить более подробно.

Мы получили устное одобрение от Галины Евгеньевны Ивановой — председатель «Союза реабилитологов России», главный специалист по медицинской реабилитации Минздрава РФ, заведующая отделом медико-социальной реабилитации инсульта НИИ ЦВПиИ, заведующая кафедрой медицинской реабилитации ФДПО ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н. И. Пирогова, профессор, д. м. н.

Согласно последним исследованиям на 5 клинических базах (АО Преодоление [Москва], Благополучие [Ногинск, Московская область], РСЦ ТОКБ [Томск], НИИ Курортологии и Физиотерапии [Томск], Медико [Сосновый бор, Ленинградская область]) мы получили следующие улучшения у пациентов:

Кроме того, мы провели эксперимент на мне: разработали устройство чрезкожной электростимуляции спинного мозга, подключили электроды к спине и проводили ежедневные тренировки: я шевелил ногами в виртуальной реальности, а врач-реабилитолог в это время синхронно работал с моими ногами. После трех месяцев эксперимента врач сказала, что мышцы стали отвечать на ее манипуляции более заметно.

Таким образом, опыт показал, что наше экспериментальное устройство действительно помогает, но ещё не может полностью заменить традиционную реабилитацию, а лишь дополняет её. Это как витамин С, который ускорит тебе процесс выздоровления, но не сделает тебя здоровым.

— А какой прогресс вы лично ощущаете, пользуясь своим комплектом все эти годы?

— После занятий в виртуальной реальности я чувствую постоянное покалывание, мышечную усталость, прилив крови, как будто я полноценно позанимался. Плюс, когда начинаю в программе двигать пальцами ощущения, словно они подключаются. Многие из наших пациентов говорят об этом же.

Я изначально же от груди ничего не чувствовал, а сейчас чувствую ноги, суставы, мышцы. Чувствую боль именно через мышцы. Ощущаю давление, когда мне делают массаж. От этого прибавляется уверенность, растет моя мотивация не бросать реабилитацию.