Ретинальный имплант зрительного нерва

Наиболее актуальными и очень важными проблемами современной офтальмологии являются слабовидение и слепота. Статистика ВОЗ указывает, что на сегодняшний момент более 36 млн. человек в мире полностью слепы. Но, благодаря инновационным технологиям, применяемым в микрохирургии глаза и достижениям науки (микро- и наноэлектроника и фотоника), слепые пациенты получили возможность вновь обрести зрение. Это становится реальностью после имплантации новых зрительных протезов, которые представляют собой оптоэлектронные устройства, берущие на себя функции зрительного анализатора.

Подобные устройства весьма актуальны при тяжелых дегенерациях сетчатки - ее пигментной абиотрофии, хороидеремии, атрофической форме ВМД, врожденном амаврозе Лебера и пр.

Об устройствах

Обычно протезы сетчатки включают три основных компонента: фотоэлектрический преобразователь для считывания зрительной сцены; электронику (внешнюю, внутреннюю), которая обрабатывает полученную информацию; электроды, стимулирующие нервные окончания (сетчатки, зрительного нерва, коры головного мозга) посредством электрических импульсов для появления у слепого зрительных ощущений. Существует несколько подходов к имплантации подобных устройств, которые подразделяются в соответствии с локализацией стимулирующих электродов: эпиретинальный, субретинальный, периневральный, супрахороидальный, кортикальный, таламический.

Первопроходцем в разработке устройств искусственного зрения принято считать W. Dobelle. Именно он предложил для устранения слепоты прибегнуть к методу стимуляции зрительной коры головного мозга имплантируемыми электродами, которые подключены к видеокамере. Включив имплантат, человек получал возможность воспринимать фосфены - зрительные ощущения и даже читать крупные буквы.

Научная группа, возглавляемая М. Humayun, предложила в США кардинально отличный способ борьбы со слепотой. Ими была разработана и успешно протестирована на больных пигментным ретинитом технология прямой стимуляции сетчатки посредством имплантации планарных микроэлектродов. Наилучший полученный в ходе исследований результат - острота зрения 1,8 logMAR (0,016).

Современные модели имплантатов

В настоящее время эта технология воплощена в эпиретинальном имплантате Argus II. В 2013 году он был одобрен FDA как перспективное доступное по стоимости устройство. Система Argus была признана коммерчески успешной, что стимулировало серьезный интерес ученых к технологиям и устройствам по возвращению зрения.

Еще одним доступным по стоимости внутриглазным протезом стал субретинальный имплантат Alpha IMS (AMS). Его автор Е. Zrenner, предусмотрел в новом имплантате конструктивное отличие от предыдущей модели - субретинальные микро фотодиоды, которые принимают на себя функции фоторецепторов. Это дает возможность пациенту сканировать окружающее пространство движением глаз, не задействую голову и шею, как приходится с Argus II. Ведь в той модели, функцию видеопреобразователя выполняет внешняя видеокамера, которую прячут в дужку очков.

У пациентов с Alpha IMS наивысшая острота зрения составила 1,43 logMAR (0,037, тест с кольцами Ландольта на расстоянии 60 см). в 2013 году,новый имплантат был одобрен для использования в европейских странах и получил маркировку СЕ. Спустя три года была запущена в производство его улучшенная версия - Retina Implant AMS.

Коммерческий успех разработанных протезов заставил специалистов заниматься разработкой и совершенствованием зрительных протезов с новой энергией и вложением средств.

Правда, вопреки распространенному заблуждению, уже созданные зрительные имплантаты не способны заменить сетчатку полностью. Они лишь стимулируют ее работу, а функции фоторецепторов принимает на себя электроника. Именно поэтому, если человек потерял зрение из-за процессов дегенерации сетчатки, установка имплантата, полноценного зрения не вернет. Однако, он получит возможность воспринимать окружающую среду посредством вспышек, искр, светящихся точек. Кроме того, производимые зрительные имплантаты помогают ослепшим людям читать крупные буквы, играть в баскетбол, стрелять по мишеням и еще очень многое.

Достижения современной электроники и тесное сотрудничество врачей, физиков, нейрофизиологов, инженеров, математиков, программистов и огромного числа смежных специалистов позволяют офтальмологам возвращать возможность видеть окружающий мир, казалось бы, в самых безнадежных случаях.

Можете ли вы представить себе, что чувствует человек, который не видит или почти не видит окружающий мир? Такое состояние называется слепотой – невозможностью воспринимать зрительные стимулы из-за патологических нарушений в самом глазу, в зрительных нервах или в мозге. В 1972 году Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) приняла следующее определение: человек считается слепым, если острота центрального зрения в условиях максимальной коррекции не превышает 3/60. При таком зрении человек в условиях дневного освещения с максимальной коррекцией оптики неспособен сосчитать пальцы с расстояния в 3 метра.

Так вот для таких случаев была предложена идея электрической стимуляции сетчатки или зрительной коры, создание протеза, который по механизму действия имитирует настоящие процессы передачи электрических сигналов.

Так что же мы на сегодняшний день имеем и может ли стать явью мечта увидеть мир после того, как потерял зрение?

БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ СЕТЧАТКИ

Бионическими называют протезы и имплантируемые элементы частей организма человека, которые подобны по внешнему виду и функциям на настоящие органы или конечности. На сегодняшний день людям успешно помогают в полноценной жизни бионические руки, ноги, сердца, а также органы слуха. Цель создания электронного глаза — помочь слабовидящим с проблемами сетчатки или зрительного нерва. Имплантируемые вместо поврежденной сетчатки устройства должны заменить миллионы клеток фоторецепторов глаза, пусть не на все 100%.
Технология для глаз похожа на ту, которая используется в слуховых протезах, помогающим глухим людям слышать. Благодаря ей пациенты имеют меньше шансов потерять остаточное зрение, а утратившие зрение — видеть свет и иметь хоть какую-то способность ориентироваться в пространстве самостоятельно.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

Общий принцип действия электронного глаза следующий: в специальные очки встраивается миниатюрная камера, с нее информация об изображении передается в девайс, который преобразует картинку в электронный сигнал и отсылает его на специальный передатчик, который в свою очередь посылает электронный сигнал на имплантированный в глаз или в мозг приёмник, или информация передается через крошечный проводок на электроды, присоединенные к сетчатке глаза, они стимулируют оставшиеся нервы сетчатки, посылая электрические импульсы в головной мозг через оптические нервы. Устройство призвано компенсировать утраченные зрительные ощущения при полной или неполной потере зрения.

Главные условия успешной работы системы:

1. Наличие в глазу и мозгу пациента части живых нервных клеток.
2. Пациентами должны быть люди, которые когда-то нормально видели, так как тот, кто слепой от рождения, пользоваться такими устройствами не сможет. Подходят люди, долгое время видевшие и имеющие богатый зрительный опыт. В результате они мало видят, но имеют представления о предметах и догадываются что это за предмет. Короче, должна быть развита кора головного мозга и обладание достаточным интеллектом.
3. И, понятно, чем больше пикселей будет в чипе, тем четче будет полученное изображение.

МИКРОХИРУРГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

Это обширнейшие операции. Если описать, например, имплантацию субретинального (расположенного под сетчаткой) бионического глаза – нужно полностью сетчатку поднять, потом сделать обширную ретинэктомию (обрезать часть сетчатки), потом под сетчатку установить этот чип, затем сетчатку пришить ретинальными гвоздями, приклеить сетчатку лазеркоагуляцией и залить силиконовым маслом. Силиконовая тампонада необходима, иначе моментально появится ПВР (пролиферативная витреоретинопатия) и возникнет отслойка. Да, еще и хрусталика собственного не должно быть или он должен быть предварительно заменен на искусственную линзу.

Для операции нужны особые инструменты с щадящими силиконовыми наконечниками. Это совершенно непростая операция, кроме того еще нужен оро-фациальный хирург или ЛОР – они через кожу выводят электроды наружу. И получается такое устройство – чип внутри глаза, а в руках такой приборчик величиной с мобильный телефон, которым ты можешь изменять интенсивность сигнала, он соединяется с подкожными электродами. Одного офтальмолога-хирурга при операции недостаточно – нужна помощь других дисциплин, операция длится долгих 6 часов.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

МЕДИЦИНСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОТЕЗИРОВАНИЯ

2. При каких заболеваниях может быть полезен бионический глаз?
Первые пациенты – это пациенты с пигментным ретинитом (retinitis pigmentoza) – заболеванием с первичным исчезновением фоторецепторов и вторичной атрофией зрительного нерва. В России таких пациентов 20-30 тысяч человек, в Германии – всего несколько тысяч.

Следующими на очереди стоят пациенты с географической атрофической макулярной дегенерацией. Это чрезвычайно распространенная возрастная патология глаза.
Третьими будут, больные глаукомой. Глаукомой пока не занимались, так как атрофия зрительного нерва в этом случае первичная, поэтому способ передачи должен быть другой – в обход зрительного нерва.

3. К сожалению, нынешний прототип бионического глаза не позволяет людям видеть окружающий мир так, как видим его мы. Их цель — перемещаться самостоятельно без посторонней помощи. До массового использования этой технологии еще далеко, однако ученые подарят надежду людям, потерявшим зрение.

В последние несколько десятков лет ученые разных стран работают над идеями бионических электронных глаз. С каждым разом технологии совершенствуются, однако на рынок для массового использования свое изделие еще никто не представил.

Ретинальный протез Argus – это американский проект, довольно хорошо коммерциализированный. В первой модели разрабатывался командой исследователей в начале 1990-х годов: пакистанского происхождения офтальмологом Марком Хамейуном, Евгеном Дейаном, инженером Ховардом Филлипсом, биоинженером Вентай Лью и Робертом Гринбергом. Первая модель, выпущенная в конце 1990-х, компанией Second Sight имела всего 16 электродов.

Вид внешнего блока Argus II

Пациенты, которым был вживлен бионический глаз, показали способность не только различать свет и движение, но и определять предметы размером с кружку для чая или даже ножа.
Устройство для испытаний было усовершенствовано — вместо шестнадцати светочувствительных электродов в него было вмонтировано шестьдесят электродов и названо Argus II. В 2007 году начато мультицентровое исследование в 10 центрах 4-х стран США и Европы – всего 30 пациентов. В 2012 году Argus II получил разрешение для коммерческого использования в Европе, годом позже в 2013 году – в США. В России разрешения нет.

По сей день эти исследования субсидируются государственными фондами, в США их три — National Eye Institute, Department of Energy, and National Science Foundation, а также рядом исследовательских лабораторий.

Так выглядит чип на поверхности сетчатки

Модель протеза спроектирована Клодом Вераартом (Claude Veraart) в университете Лувена в виде спиральной манжеты электродов вокруг зрительного нерва в задней части глаза. Она коннектится со стимулятором, имплантированным в небольшую ямку в черепе. Стимулятор получает сигналы от внешней камеры, которые переводятся в электрические сигналы, стимулирующие непосредственно зрительный нерв.

Кстати, похожий принцип используется в добавочных интраокулярных линзах Шариотта. У меня самый большой опыт имплантации этих линз в России и результатами пациенты довольны. В этом случае вначале предварительно проводится факоэмульсификация катаракты. Хотя это, конечно, не 100% бионический глаз.

Подробнее об этом в предыдущих постах:

Телескопическая система для задней камеры глаза

В 1995 году в Университетской глазной клинике Тюбингена началась разработка субретинальных протезов сетчатки. Под сетчатку укладывался чип с микрофотодиодами, который воспринимал свет и трансформировал в электрические сигналы, стимулирующие ганглионарные клетки наподобие естественного процесса в фоторецепторах неповрежденной сетчатки.

Конечно, фоторецепторы во много крат чувствительнее искусственных фотодиодов, поэтому они требовали специального усиления.

На сегодняшний день Alpha IMS, производства Retina Implant AG Germany имеет 1500 электродов, размер 3×3 мм, толщиной 70 микрон. После установки под сетчатку это позволяет почти всем пациентам получить некоторую степень восстановления светоощущения.

Технически эту сложную операцию в Германии делают только в трех центрах: в Аахене, в Тюбингене и Лейпциге. В итоге это делают хирурги так называемой Кельнской школы, ученики профессора витреоретинального хирурга Хайнеманна, к сожалению, довольно рано скончавшегося от лейкемии, но все его ученики стали руководителями кафедр в Тюбингене, Лейпциге и в Аахене.

Эта группа ученых обменивается опытом, ведет совместные научные разработки, у этих хирургов (в Аахене – профессор Вальтер (это его фамилия), в Тюбингене – профессор Барц-Шмиц) самый большой опыт работы с бионическими глазами, потому как в этом случае 7-8-10 имплантаций считается большим опытом.

Alpha IMS на глазном дне

Джозеф Риццо и Джон Уайетт из Массачусета начали исследовать возможность создания протеза сетчатки в 1989 году, и провели испытания стимуляции на слепых добровольцах в период между 1998 и 2000 годами. На сегодняшний день это идея устройства минимально инвазивного беспроводного субретинального нейростимулятора, состоящего из массы электродов, который помещается под сетчатку в субретинальном пространстве и получает сигналы изображения от камеры, установленной на паре очков. Чип-стимулятор декодирует данные изображения из камеры и стимулирует соответственно ганглиозные клетки сетчатки. Протез второго поколения собирает данные и передает их имплантату через радиочастотные поля из катушки передатчиков, установленных на очках. Вторичная катушка приемника зашита вокруг радужки.

Модель MIT Retinal Implant

Информация с видеокамеры обрабатывается в девайсе и отображается в импульсном инфракрасном (850-915 нм) видеоизображении. ИК-изображение проецируется на сетчатку через естественную оптику глаза и активирует фотодиоды в субретинальном имплантате, которые преобразуют свет в импульсный бифазный электрический ток в каждом пикселе.

Интенсивность сигнала может быть дополнительно увеличена с помощью увеличения общего напряжения, обеспечиваемого радиочастотным приводом имплантируемого источника питания.

Схожесть между электродами и нейронными клетками, необходимая для стимуляции высокого разрешения, может быть достигнута с использованием эффекта миграции сетчатки.

Модель Паланкера

Австралийская команда во главе с профессором Энтони Буркиттом разрабатывает два протеза сетчатки.

Устройство Wide-View сочетает в себе новые технологии с материалами, которые были успешно использованы для других клинических имплантатов. Этот подход включает в себя микрочип с 98 стимулирующими электродами и направлен на повышение мобильности пациентов, чтобы помочь им безопасно перемещаться в своей среде. Этот имплантат будет помещен в супрахориоидальное пространство. Первые тесты пациентов с этим устройством начаты в 2013 году.

Bionic Vision Australia — это микрочип-имплантат с 1024 электродами. Этот имплантат помещается в супрахориоидальное пространство. Каждый прототип состоит из камеры, прикрепленной к паре очков, которая посылает сигнал на имплантированный микрочип, где преобразуется в электрические импульсы для стимуляции оставшихся здоровых нейронов сетчатки. Затем эта информация передается зрительному нерву и центрам обработки зрения головного мозга.

Модель Bionic Vision Australia

Понадобилось всего четыре часа, чтобы напечатать прототип на ProJet 1200, до появления 3D-печати на его изготовление тратили недели или даже месяцы. Вот так 3D-печать ускорила научно-исследовательский и производственный процесс.

Бионическая зрительная система включает в себя камеру, передающую радиосигналы микрочипу, расположенному в задней части глаза. Эти сигналы превращаются в электрические импульсы, стимулирующие клетки в сетчатке и зрительный нерв. Потом они передаются в зрительные зоны коры мозга и преобразуются в изображение, которое видит пациент.

Аналогично по функции устройству Гарвард/МИТ (6), кроме стимуляторной микросхемы, которая имплантируется прямо в мозг в первичную зрительную кору, а не на сетчатку глаза. Первые впечатления от имплантата были неплохие. Еще в стадии развития, после смерти Добеля, было решено превратить этот проект из коммерческого в проект, финансируемый государством.

Схема Dobelle Eye

Лаборатория нейронных протезов из Иллинойского технологического института в Чикаго, разрабатывает визуальный протез, используя внутрикорковые электроды. В принципе, аналогично системе Добеля, применение внутрикорковых электродов позволяет значительно увеличить пространственное разрешение в сигналах стимуляции (больше электродов на единицу площади). Кроме того, разрабатывается система беспроводной телеметрии для устранения необходимости в транскраниальных (внутричерепных) проводах. Электроды, покрытые слоем активированной пленки оксида иридия (AIROF), будут имплантированы в зрительной коре, расположенной в затылочной доле мозга. Наружный блок будет захватывать картинку, обрабатывать ее и генерировать инструкции, которые затем будут передаваться в имплантированные модули по телеметрическому линку. Схема декодирует инструкции и стимулирует электроды, в свою очередь стимулируя зрительную кору. Группа разрабатывает датчики внешней системы захвата и обработки изображений для сопровождения специализированных имплантируемых модулей, встроенных в систему. В настоящее время проводятся исследования на животных и психофизические исследования человека для проверки целесообразности имплантации добровольцам.

Чип на фоне монеты

Сейчас все в стадии пусть не первичной, но такой вторичной разработки, что о массовой эксплуатации и решении всех проблем вообще пока речи не идет. Слишком мало людей прооперировано и никак нельзя говорить о массовом производстве. В настоящее время все это еще стадия разработки.

Первые работы начались более 20 лет назад. В 2000-2001 году что-то начало получаться на мышах. В настоящее время мы получили первые результаты на людях. То есть вот такая скорость.

Пока будет что-то серьезное, еще двадцать лет может пройти. Мы находимся на очень-очень ранней стадии, на которой есть первый положительный эффект – распознавание контуров, света, и не у всех – пока не могут предсказать кому это поможет, а кому нет.
Хирургов, которые занимаются этими экспериментами – по пальцам пересчитать.

Имплантировать один протез – это только с рекламной целью. Этими работами должны заниматься люди, у которых есть возможность делать 100-200 операций в год в рамках одной проектной группы, чтобы появилась критическая масса. Тогда появится понимание в каких случаях можно ожидать эффекта. Такие программы должны субсидироваться бюджетом или специализированными фондами.

Хотя еще нет совершенной модели, все существующие требует доработки, ученые полагают, что в будущем электронный глаз может заменить функцию клеток сетчатки и помочь людям обрести хоть малейшую способность видеть с такими заболеваниями, как пигментный ретинит, дегенерация желтого пятна, старческая слепота и глаукома.

Если у вас есть свои идеи, как еще можно с помощью технологий вернуть зрение людям (пусть пока еще и труднореализуемыми способами) – предлагаем их обсудить ниже.

А история с бионическими контактными линзами, потенциале редактирования генома, о том, как можно слышать цвета посредством кое-чего, вживленного в мозг – в следующих постах.

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

Протез роговицы

Вот как выглядит глаз после кератопротеза: хирургическая процедура, при которой больная роговица заменяется искусственной роговицей.

Протез шестого пальца

Британская изобретательница разработала протез шестого пальца для руки

Им можно пользоваться как обычным, даже свайпить по экрану и играть на гитаре. Британская изобретательница создала протез, который не заменяет утраченную часть тела, а дополняет человеческий организм.

Это шестой палец, который можно прикрепить к руке и использовать почти как настоящий. По мнению создательницы, это покажет, что отношение к возможностям человека нужно пересмотреть.

Палец делается из пластичных материалов. Его силы хватает на то, чтобы выжимать сок из лимона, а подвижности и мелкой моторики — на то, чтобы играть на гитаре. К тому же электропроводность подушечки пальца позволяет использовать устройства с сенсорным экраном.

Для управления пальцем нужно носить ещё несколько устройств: браслет с мотором и Bluetooth-передатчиком, такие же передатчики на ногах и сенсоры в ботинках. Сенсоры улавливают нажатие пальцами ног. Нажатие каждого сенсора отвечает за определённый вид движения.

Даниэль сравнивает управление пальцем с другими действиями, требующими одновременного использования рук и ног: ездой на машине, использованием швейной машинки и игрой на фортепиано.

По словам Даниэль, она хочет поменять восприятие протезов в глазах общества, придав им более позитивную окраску. В её представлении протезы — это модификации, улучшающие человеческое тело и расширяющие его возможности.

Изобретательница даже создала альтернативную модель шестого пальца из тонких чёрных прутьев. Как и основная модель, она полностью функционирует, а главное различие — эстетическое. Вдохновением для создания альтернативной модели были татуировки — по сути, ещё один тип модификаций тела. Даниэль называет это кинетическим ювелирным изделием.

Свистнуто из одной из групп VK

ВИДЕО: Слепой мужчина, которому поставили бионический глаз, показывает фокусы

Его зовут Григорий Ульянов — он первый в России слепой, которому поставили бионический глаз. Подробнее о нем писали здесь Грубо говоря, это миниатюрная видеокамера, подключенная к процессору, которая передает изображение в мозг. Правда, видит он все в монохроме, зато видит. Вот, фокусы показывает. Кстати, в мире людей с такими глазами всего около полусотни.

TomorrowLand — Будущее человека

Быть может не повсеместно распространённой, но всё-таки реальностью. И если Стивен об этих вещах только рассказывал, то я бы хотел их вам показать, по крайней мере те, которые можно показать. В этом обзоре, я не буду пересказывать непосредственное содержание книги, как были изобретены все эти вещи, кто этим занимался, я хочу рассказать о самих вещах.

Книга разбита на три основных части. Будущее внутри — о научных разработках, меняющих не только человеческую жизнь, но и самого человека. Будущее снаружи — о самых передовых научных направлениях, которые привносят в нашу жизнь нечто совершенно новое, например, летающие машины. И будущее в тумане — о тех направлениях, которые имеют колоссальный потенциал, пока не нашедший или только начинающий находить реальное применение в нашей жизни. Описать всё за один присест, наверное, не выйдет, так что, в этом материале мы, пожалуй, ограничимся первой частью книги и поговорим о технологиях, здесь и сейчас изменяющих нас самих.

Если коротко, то основное отличие современных кибернетических протезов от протезов далекого прошлого заключается в том, что это не просто крюк или палка торчащая из человека, пусть даже удобная и пластичная палка. Сейчас это, в первую очередь, устройство, считывающее нервные импульсы, посылаемые мозгом человека, и действующее в зависимости от этих импульсов. С каждым годом компьютерная техника становится всё миниатюрнее и мощнее, а потому более совершенными становятся и кибернетические протезы.

Важно отметить, что данное направление развивается с фантастической скоростью, так как с одной стороны, оно крайне востребовано, а с другой стороны, практически любой желающий может напечатать себе основу протеза с помощью 3D-принтера. Создать такой протез по длине, ширине и так далее, какой нужен именно ему, возможно, внеся минимальные правки в 3D-модель перед печатью. А у самых передовых компаний из области протезирования заказать лишь чипы и софт для протеза, которые также легко установить и можно настроить под свои собственные нужды.

Более совершенными, имхо, являются современные протезы ног и ступней (может, для таких устройств уже надо подбирать другой термин, например, аугментации или имплантанты?). Наши ноги, несмотря на многие десятки тысяч лет эволюции, всё-таки далеко не совершенны. Начнём хотя бы с того, что мы носим обувь. Ну а закончим целым букетом различных заболеваний ног, плоскостопием, артрозами, варикозами, венозными недостаточностями и банальными отёками.

Современные протезы ног представляют из себя напичканные микропроцессорами и сенсорами устройства, прекрасно улавливающими не только сигнал из мозга, но и анализирующими поверхность, по которой мы идём. Они амортизируют ходьбу, они значительно легче наших собственных ног и легко выдерживают нагрузку до 130 кг веса.

На данный момент, человек, обладающий подобными протезами, может совершенно спокойно совершать те же самые действия, которые он совершает благодаря обычным ногам. Ходьба. бег, плавание и даже танцы. Благодаря возможности контролировать высоту протеза, а также за счёт того, что он легче наших биологических конечностей, бегать в них уже удобней и проще. В особенности, на большие дистанции, так как протез не устаёт, в отличие от наших мышц.

На данный момент, бионические конечности можно считать не уступающими и вполне равными во многом наших собственных ногам. Однако, я уверен, пройдёт совсем немного времени, и люди с бионическими ногами будут иметь гораздо больше возможностей, по сравнению с нами, простыми смертными.

Может быть, сейчас уже самое время, чтобы задуматься над тем, не начать ли откладывать средства для покупки таких замечательных протезов к старости, когда наши ноги станут совсем бесполезными и будут причинять массу дискомфорта. Согласитесь, будет здорово иметь возможность погонять в футбол с внуками, когда вам будет уже за 70.

На данный момент существует далеко не столь высокотехнологичное, как протезы рук и ног, но столь же эффективное решение в виде банального роторного насоса, который полностью заменяет человеческое сердце. Да, у человека с таким насосом не будет пульса и кровь будет распространятся по организму не толчками, а постоянным потоком. В нашем мире уже несколько человек живёт без пульса, несколько из них, вполне полноценной жизнью. Такое решение значительно проще и, как считают его изобретатели, эффективней обычных кардиостимуляторов и устройств, имитирующих традиционную работу сердца.

С одной стороны, отсутствие биения/пульса — значительно увеличивает износостойкость такого аппарата, с другой стороны, ему требуется значительно меньше электроэнергии, да и само оно совсем не больше, с легкостью поместится в теле ребёнка, а мощности будет хватать для взрослого человека. Роторный насос можно обвешать сенсорами и датчиками, да хоть блютус-управлением с мобильника, которые позволят изменять скорость вращения ротора, в зависимости от вашей деятельности. Ложась спать, можно будет с мобильника понизить скорость вращения ротора. А когда вы будете испытывать нагрузки, датчики и сенсоры сами среагируют и увеличат скорость, чтобы вам было проще с ними справится.

В будущем, можно будет установить себе сразу пару роторных сердец, мало ли, с одним из них что-то случится, или его просто будет пора поменять, ну так в таком случае со всей нагрузкой полностью справится второе.

ледующие имплантанты снова возвращают нас к восприятию чувств, а именно зрения и слуха.

Важно отметить, что существуют две принципиально разных по своему устройству схемы имплантантов.

Современные чипы и электроды планируется углубить внутрь зрительной коры и подавать сигнал на уровне 1-10 мкА, который будет возбуждать отдельные нейроны. Это обеспечит предельную точность и качество передаваемого в мозг изображения.

Да я уже сам, кажется, жду не дождусь, когда эти технологии станут массовыми.

Возможно, в эту обзорную статью следовало бы включить также и звуковые импланты, но честное слово, они появились уже достаточно давно и назвать их хоть сколько-то фантастическими, лично у меня язык не поворачивается. Поэтому, давайте лучше перейдём к самому интересному, к мозговым имплантам и вопросам человеческого бессмертия!

В ближайшее же время, по мнению ученых, такие импланты позволят вывести на совершенно иной качественный уровень вопросы обучения. Ведь одно дело, когда ты пытаешься понять нечто неизвестное, и совсем другое дело, когда ты переживаешь как бы свой опыт, вспоминаешь то, что тебе уже известно.

Вам наверняка известны случаи, когда человек попал в какую-то катастрофу, лишился значительной части мозга, выжил, и продолжил жить как ни в чём не бывало, ну может забыл что-то, потерял какой-то навык, которым обладал ранее. Да, это связано с той самой нейропластичностью мозга, оставшиеся части мозга взяли на себя функции тех частей, которые были утрачены. Это даёт возможность даже вот таким людям:

…мозг очень хорошо адаптируется к поступающим в него сигналам. Первые эксперименты, продемонстрировавшие нейропластичность, провёл ещё в XIX веке французский врач и физиолог Мари-Жан-Пьер Флуранс. Флуранс брал петуха, перерезал ему нервы, ведущие к мышцам — сгибателям и разгибателям крыла, и сшивал их крест-накрест. Сигнал, которым птица пыталась согнуть крыло, теперь попадал в мышцу-разгибатель, и наоборот. Первое время петух не мог летать, но позже мозг приспособился к изменившейся ситуации, и птица снова выучилась полёту.

Множество случаев травм головного мозга показывали, что даже с очень серьёзными функциональными повреждениями нейронной сети человек в состоянии сохранить свою личность, активность, воспоминания и т. д., хотя и с некоторыми провалами. Приведём в пример аппараты искусственного зрения. Сигнал попадает не совсем туда, куда он попадает от настоящего глаза. Требуется время, чтобы мозг приспособился к восприятию этой картинки.

Если мы подключим к мозгу вторичную искусственную нейронную сеть, можно ожидать, что за счёт нейропластичности наше сознание постепенно освоит новое пространство, распространится на него, и на втором этапе мы получим некое новое сознание: модификацию нашего сознания, существующую на комбинированном субстрате. Первая часть субстрата — тот биологический мозг, который у нас был вначале, а вторая часть — искусственная нейронная сеть. Затем, например, биологическая часть отрезается, отмирает.

В следующей части обзора поговорим о летающих машинах, современной атомной энергетике и терраформировании.