Эта модель поможет врачам понять, почему у людей болит шея или плечи, особенно после травм. А еще с ее помощью можно разрабатывать суперэффективные программы реабилитации.

Исследование поддержал Российский научный фонд, а результаты опубликовали в журнале Scientific Reports.

Знаете ли вы, что от 20% до 50% людей страдают от болей в шее и плечах? А в 10% случаев боль одновременно и там, и там! Лечить такие боли сложно, потому что врачам трудно понять, как проблемы в шее связаны с плечом. Например, грыжа в шее может вызывать боль в плече или руке. Чтобы разобраться в этом, ученые создали модель, которая показывает, как кости и мышцы работают вместе. Раньше такой модели не было!

Команда ученых из Института вычислительной математики имени Г.И. Марчука РАН, Сеченовского Университета и МФТИ объединила несколько моделей — позвоночника, грудной клетки, плеча, головы и шеи. В итоге получилась модель, которая может рассчитать, как мы двигаем плечами, поворачиваем голову и даже пожимаем плечами.

Чтобы проверить модель, ученые провели эксперименты. Они прикрепили 40 датчиков к 25-летнему парню и отслеживали, как двигаются его кости, когда он пожимает плечами или поворачивает голову. Потом они настроили модель так, чтобы она точно повторяла эти движения. Модель оказалась очень точной — погрешность всего 1,5 см! Ученые даже смогли рассчитать, какие мышцы больше всего работают при разных движениях. И самое крутое — модель доступна всем! Любой может скачать ее и начать свои исследования.

Часто боль в плече и шее рассматривают отдельно, но мы доказали, что они связаны. Мышцы здесь работают как одна команда, и если что-то идет не так в плече, это влияет на шею, и наоборот, — объясняет Евгений Калинский, травматолог-ортопед из Сеченовского университета.

Эта модель — настоящий помощник для врачей. Она покажет, как работают мышцы у пациента и как они должны работать у здорового человека. Это поможет создавать эффективные программы реабилитации после травм.

Мы мечтаем создать систему, которая поможет врачам принимать решения. Но для этого нужно адаптировать модель для каждого пациента. Это займет время, но результат того стоит! — говорит Юрий Василевский, руководитель проекта.

Ранее ученые сообщили о разработке искусственных мышц для роботов.

Иллюстрация: Модель с мышцами и костями, вид спереди. Розовыми шариками обозначены маркеры, положение которых отслеживалось при движениях испытуемого. Источник: Юрий Василевский.