http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=d7d5a1a3-657c-4bf9-80e2-cfcdafacd06d&print=1© 2024 Российская академия наук
Первый отечественный имплант для головного мозга позволит вернуть зрение многим слепым людям. Как объяснили разработчики, система «искусственного зрения» состоит из внутренней части — импланта, который устанавливается в головной мозг, и внешней — камер и микрокомпьютера, который преобразовывает видеоизображение в сигналы для мозга. Технология подойдет для людей, полностью потерявших зрение (в том числе с отсутствующими глазами), но имеющими зрительный опыт и с не поврежденным мозгом. Специалисты утверждают, что она позволит полностью слепым пациентам отличать свет от тьмы и видеть силуэты людей и предметов. На данный момент элементы системы испытывают на грызунах. Эксперты предупреждают — до полной реализации проекта предстоит длинный и сложный путь.
Всевидящий обруч
По данным ВОЗ, в мире насчитывается более 161 млн слабовидящих и 37 млн незрячих людей. Около 300 тыс. слепых живут в России.
Первый российский кортикальный имплант (устанавливаемый в коре головного мозга) сможет вернуть зрение как минимум 20% из них, сообщают разработчики — специалисты фонда поддержки слепоглухих «Со-единение» и лаборатории «Сенсор-Тех». Им помогают ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Центра коллективного проектирования РТУ МИРЭА. Проект назвали ELVIS — сокращение слов Electronic Vision (электронное зрение).
Технология подойдет для людей, полностью потерявших зрение, но у которых есть зрительный опыт и не поврежден мозг. Она позволит «подключить» камеры к мозгу и передавать изображение в него напрямую, без помощи глаз. Этот процесс обеспечивают три блока системы.
Первый из них представляет собой обруч с двумя камерами. Пользователь носит его на голове, и камеры считывают изображение в реальном времени, выполняя функцию глаз. Одна из камер отвечает непосредственно за съемку видео. Вторая нужна для определения расстояния до объекта, о чем носящий имплант пациент получает аудиоподсказки через наушник. Информация с первой камеры идет на второй элемент — микрокомпьютер, крепящийся на поясе пользователя — по виду и размеру он похож на обычный смартфон, питается от аккумулятора. Он анализирует изображение с камер, выделяет контуры важных объектов и передает обработанные кадры прямо на имплант в мозг с помощью радиосигнала.
Третья часть — сам имплант. Он устанавливается в зону головного мозга, отвечающую за зрение — зрительную кору, которая располагается в затылочных долях каждого из полушарий. Для установки нужна операция под общим наркозом. В ходе ее нейрохирурги создают отверстие в костях черепа и ставят имплант на поверхность мозга. Он будет питаться от обруча через беспроводную передачу энергии. Сам обруч по кабелю питается от блока на поясе. Передача сигнала с компьютера будет осуществляться с помощью антенны по защищенному протоколу, чтобы информацию нельзя было перехватить или передать ложную.
Синхронная работа трех компонентов позволяет человеку видеть окружающий мир — различать силуэты предметов и людей, понимать, где и что находится. Технология будет эффективна для тех слепых и слепоглухих людей, у которых есть поражение сетчатки, патология зрительного нерва или другие тяжелые нарушения зрения.
— Нейроимплант ELVIS поможет слепым людям, для которых сегодня больше не доступны никакие методы терапевтического и хирургического лечения, — рассказал «Известиям» руководитель проекта, директор лаборатории «Сенсор-Тех» Денис Кулешов. — К этой группе относятся пациенты с такими сложными заболеваниями, как терминальная глаукома, которая занимает первое место во всем мире как причина необратимой слепоты, терминальный пигментный ретинит и другие генетические дистрофии сетчатки, тотальная отслойка сетчатки, опухоли зрительного нерва и зрительных путей. Также кортикальный имплант позволит видеть людям, у которых по какой-либо причине физически отсутствуют глаза.
Сами с глазами
Специалисты, работающие со слепыми людьми, отметили, что даже частичное восполнение зрительных функций открывает новые возможности для потерявшего зрение человека и значительно облегчает жизнь его родственникам.
— Как минимум человек сможет ориентироваться в пространстве без посторонней помощи и перестанет нуждаться в сопровождении, — пояснила «Известиям» исполнительный директор фонда поддержки слепоглухих «Со-единение» Наталья Соколова. — Насколько такая технология может быть абсолютной заменой зрению, покажет только будущее. В планах — сделать так, чтобы эта система позволила человеку жить полноценной жизнью, устроиться на работу, но загадывать пока рано.
Существующие в мире аналоги таких устройств дают возможность видеть примерно то же, что и российская разработка. Пока, к сожалению, они не позволяют людям читать, работать с мелкими предметами, смотреть видео, работать с компьютером.
— Не исключаем, что удастся приспособить нейроимплант и для помощи в распознавании текстов, — отметила Наталья Соколова. — Новая система уже сейчас способна успешно конкурировать с зарубежными.
По мнению научного сотрудника группы функциональной нейрохирургии НИИ нейрохирургии имени академика Н.Н. Бурденко Эмиля Исагуляна, это перспективная технология, которая вскоре позволит вернуть слепым людям хотя бы часть зрительных образов.
— Технологии развиваются, и через несколько лет устройство будет более совершенным, — отметил эксперт. — Если сегодня мы говорим просто о контурах, которые сможет воспринимать пациент, то не исключено, что потом это будет нечто более приближенное к нормальному зрению. Подобные исследования ведутся и за рубежом. Я очень рад, что наши соотечественники добились серьезных успехов на этом поприще и могут конкурировать с иностранными коллегами.
Кортикальная имплантация может помочь решить те проблемы со зрением, которые не могут решить офтальмологи, считает академик РАН, главный внештатный специалист-офтальмолог Минздрава России, директор ФГБУ «НМИЦ ГБ имени Гельмгольца» Минздрава России Владимир Нероев.
— Офтальмологи способны решать практически любые проблемы со зрением, за исключением абсолютно слепых пациентов с необратимыми патологическими изменениями, — пояснил эксперт. — Кортикальная имплантация в этом плане может быть очень перспективной технологией. Нам известно, что пока только в США провели шесть операций по установке подобных зрительных нейроимплантов. Операции прошли без серьезных осложнений, что внушает оптимизм. Ученым в России предстоит пройти длинный и сложный путь.
Самый ответственный этап у проекта начнется на стадии клинических испытаний с участием слепых пациентов. Эти исследования, предположительно, будут проводиться на базе ведущих федеральных центров. Только после получения реальных данных на пациентах можно будет судить о том, насколько эффективен этот способ возвращения зрения, добавил академик.
На сегодняшний день компоненты системы ELVIS проходят испытания на грызунах. Затем технологию протестируют на обезьянах. В 2023 году кортикальный имплант будет установлен десяти незрячим добровольцам. С 2027 года, по плану разработчиков, операции станут широко доступны в России, а затем и в других странах.
Проект будет представлен 2 июня на Петербургском международном экономическом форуме.