О чем диссертация "дочери Путина" Катерины Тихоновой. Объясняем коротко

В пятницу в Московском государственном университете проходит довольно необычная защита кандидатской диссертации в области теоретической механики.

Сама по себе научная работа ничем не примечательна - обычное рядовое научное исследование с очевидным практическим применением. Необычной защиту делает ее авторство: на степень кандидата физико-математических наук претендует Катерина Тихонова, которую агентства Рейтер и Блумберг, а также минфин США называют младшей дочерью российского президента Владимира Путина.

Заявленная тема диссертации - как и любой серьезной научной работы - звучит не слишком понятно для простого обывателя: "Математические задачи коррекции активности вестибулярных механорецепторов".

Русская служба Би-би-си ознакомилась с документами, подготовленными к защите и заранее опубликованными на сайте МГУ, и постаралась максимально коротко и понятно объяснить содержание и смысл работы.

"Морская болезнь" космонавтов
Помимо пяти чувств, описанных ещё Аристотелем - зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса, - у человека есть и другие. Одно из них - эквибриоцепция, или чувство равновесия.

Равновесие обеспечивает наш вестибулярный аппарат - сложный орган, расположенный во внутреннем ухе. Его рецепторы отслеживают движение головы, реагируют на изменение вектора (то есть направления) притяжения Земли и посылают в мозг соответствующие сигналы, связанные с положением тела и ускорением.

Поскольку рецепторы эти очень чувствительные, их довольно несложно запутать, сбить с толку - например, достаточно покружиться некоторое время на месте, и вам начнет казаться, что земля качается у вас под ногами.

Схожую природу имеет морская болезнь: зрительная информация не совпадает с сигналами, поступающими из вестибулярного аппарата - и человека начинает укачивать.

Поскольку главная "точка отсчета" вестибулярного аппарата - притяжение Земли, он не может нормально функционировать в условиях невесомости или перегрузок. Глаза фиксируют движение, но визуальная информация не подтверждается рецепторами внутреннего уха, конфликтует с ними - и это сбивает мозг с толку.

Решению именно этой проблемы посвящена работа Катерины Тихоновой. А именно - как откорректировать поступающие в мозг сигналы вестибулярного аппарата и восстановить нормальное чувство равновесия в условиях непривычной гравитации или в случае болезни, поражающей этот орган.

Работа над диссертацией, вне всяких сомнений, продолжалась несколько лет. В списке использованной литературы перечислены 12 научных статей на смежные темы (2012-2019 гг.), где Катерина Тихонова указана одним из соавторов.

Обмануть чувства
Сам метод корректировки - технология GVS (гальванической вестибулярной стимуляции) - известен уже почти на протяжении века. На голову человека надеваются электроды, которые стимулируют вестибулярный аппарат слабым электрическим током - менее 9 вольт. В результате у пациента возникает иллюзия собственного движения, изменения ориентации в пространстве, напрягаются мускулы, движутся глаза.

Несколько лет назад в Японии даже разработали похожее на наушники устройство, которое позволяет за счет этой иллюзии управлять движениями людей. Предназначено оно в первую очередь для любителей компьютерных симуляторов и посетителей парков развлечений.

Слабый, практически неощутимый электрический разряд - и у неподвижно сидящего человека возникает непреодолимое желание наклониться в ту или иную сторону, чтобы "сохранить равновесие".

В диссертации Катерины Тихоновой аналогичные исследования проведены на основе математической модели вестибулярных рецепторов. Автор приводит два варианта коррекции - и, соответственно, применения технологии.

Первый - программная имитация иллюзии - помогает улучшить обучающие симуляторы для пилотов и сделать их более реалистичными.

Второй - коррекция неадекватной реакции сенсоров - рассчитан на космонавтов в условиях невесомости и помогает восстановить нормальное чувство равновесия в зависимости от показаний приборов (например, датчиков ускорения).