Новая технология позволит начать практическое применение имплантатов для головного мозга
Когда речь идет о лабораторных испытаниях имплантатов для мозга, которые могут помочь людям с физическими ограничениями дееспособности, к победным рапортам следует относиться с известной долей скептицизма.
Эксперименты, вроде тех, что позволили парализованному человеку пить кофе с помощью роботизированной руки, или слепому «видеть» вспышки света, показали колоссальный потенциал взаимодействия компьютеров с человеческим мозгом. Однако, имплантированные электроды, которые использовались в ходе этих экспериментов, в конце концов приходили в негодность, поскольку образовавшаяся рубцовая ткань ухудшала их электрический контакт с клетками мозга.
В следующем месяце начнутся испытания на обезьянах нового имплантата для передачи данных в мозг, призванного устранить эту проблему. Предполагается, что проект приведет к созданию устройств, которые в долгосрочной перспективе смогут восстановить зрение у слепых людей.
Исследователи из Гарвардской медицинской школы намерены применить новый вид имплантата, который будет внедряться под черепную коробку, но оставаться на поверхности мозга животного, вместо того, чтобы вживляться внутрь. Массив микроскопических катушек внутри устройства, подобного волосу, может генерировать мощные, точно ориентированные магнитные поля с целью вызвать электрическую активность в конкретных участках ткани головного мозга под ним. Для сравнения имплантат будет также вживлен внутрь тканей.
Новое устройство будет применяться для стимуляции зрительной зоны коры головного мозга обезьян, с целью попытки воссоздать нормальную передачу зрительных сигналов, то есть создать имитацию зрения без поступления реальной внешней информации от глаза. В конечном счете, цель состоит в том, чтобы использовать этот имплантат для преобразования сигналов от камеры в мозговую активность. В отличие от обычных электродов эффективность катушек не должна падать со временем. Магнитным полям не мешает ткань, образующаяся вокруг имплантата, как это происходит с электрическим током.
«В результате этой работы мы надеемся добиться того, что обезьяны смогут перемещаться по лабиринту, просто воспринимая светлые и темные пятна или простейшие геометрические комбинации», — говорит Бернард Касс, научный сотрудник принадлежащего компании Xerox исследовательского института PARC, где и была изобретена конструкция нового имплантата.
Эта разработка уже проходит испытания на мышах в Массачусетской больнице общего профиля в Бостоне. В прошлом декабре ученые опубликовали результаты своих исследований, показывающие, что микроскопические катушки способны спровоцировать движения у животных за счет стимулирования нейронов в их мозге. Университет Флориды также участвует работе по этому проекту с целью проверки долгосрочной стабильности работы имплантатов на крысах.
Доцент университета Калифорнии Тод Коулман говорит, что новый подход является перспективным, хотя потребуется определенное время, прежде чем станет ясно, каким именно образом он может быть применен на людях. По его мнению, если эта технология окажется эффективной, сферу ее использования не следует ограничивать мозгом.
«Возможно, существуют неплохие перспективы ее применения на других частях тела», — говорит Тод Коулман. Он предполагает, что микроскопические катушки могли бы быть использованы, например, для модуляции активности в системе, включающей более 100 миллионов нейронов, связанной с пищеварительным трактом человека. Это могло бы помочь людям с заболеваниями, при которых пищеварительный тракт не перемещает пищу надлежащим образом. В свою очередь Бернард Касс сообщает, что намерен изучить возможности применения новой технологии на блуждающем нерве в грудной клетке с целью контроля симптомов посттравматического стрессового расстройства.
