Разобраться • 30 марта 2024
Вставить чип прямо в мозг: каким образом современные технологии помогают парализованным людям и как это работает
Вставить чип прямо в мозг: каким образом современные технологии помогают парализованным людям и как это работает
Текст: Кэтрин Торбек, CNN
Перевод: Татьяна Казымова
Фото: Douglas Sacha/Getty Images
Американская компания Synchron создала мозговой имплантат Stentrode, который сейчас находится на этапе испытаний на людях. Технология может помочь и другим пациентам, утратившим двигательные функции. Житель США Марк стал десятым в мире пациентом, получившим микрочип такого типа, который имеет название «мозг-компьютер» (ИМК). Мужчина прошел процедуру в августе 2023 года, после того как двумя годами ранее у него был диагностирован боковой амиотрофический склероз (БАС), или болезнь Лу Герига. Рассказали подробнее о развитии нейротехнологии.
Ажиотаж вокруг потенциала технологии ИМК вырос за последний год отчасти благодаря громкой поддержке со стороны миллиардера Илона Маска и его компании Neuralink, а также недавней публикации нескольких многообещающих исследований от других игроков в растущей области. Но ИМК пока далеки от мейнстрима, и усилия по их внедрению по-прежнему сопряжены с законодательными барьерами, проблемами этики и конфиденциальности.
Помощь себе и другим
Марк говорит, что для него была важна возможность принять участие в тестировании этой технологии. Наличие имплантата визуально не заметно — после операции у него остались два небольших шрама на груди и шее, но никаких других видимых признаков ИМК. «Я понял, что у меня есть два варианта: я могу погрязнуть в жалости к себе или взять себя в руки и сделать все, что в моих силах, чтобы помочь себе и другим», — поделился пациент.
Мозговой имплантат Synchron называется Stentrode и состоит из стента с электродными датчиками, которые могут фиксировать электрическую активность мозга. Synchron запатентовала Stentrode и стала первой компанией, получившей разрешение FDA на проведение испытаний ИМК на людях. Как и обычный стент, он не требует операции на головном мозге: вместо этого его вводят в яремную вену. Хирурги проводят устройство через кровеносные сосуды до мозга, где оно находится в сагиттальном синусе, одной из главных вен мозга, в моторной коре, части мозга, ответственной за движение.
Будь то рукопожатие или шаг, каждое действие, которое делает человек, связано с определенной электрической сигнатурой от его мозговых волн. Stentrode учится распознавать эти электрические паттерны и создает персонализированный словарь движения. Для разных движений может существовать общая электрическая сигнатура, но у каждого человека она будет немного отличаться.
Новая жизнь
Когда Марк думает об определенном движении, например щелкает мышкой на экране компьютера, устройство считывает этот сигнал мозга и распознает предполагаемое движение. Затем это сообщение проходит по очень тонкому кабелю к внутреннему передатчику, похожему на кардиостимулятор, который был хирургически имплантирован в его грудную клетку.
От мозга Марка поступает настолько много информации, что их приходится подключать к компьютеру. Внешний передатчик данных находится прямо над внутренним и почти мгновенно передает сигнал в центральный процессор. На данный момент, чтобы использовать устройство, оно должно быть подключено к сети. Однако цель состоит в том, чтобы устройства следующего поколения в конечном итоге стали беспроводными, поэтому в будущем пациенту понадобится только Stentrode и передатчик внутри грудной клетки.
Рассказывая о своем недуге, Марк уточнил, что впервые он обнаружил, что что-то не так, в 2020 году. Он не смог щелкнуть пальцами или сделать сжимающее движение левой рукой, также у мужчины стала развиваться мышечная атрофия. В возрасте 63 лет Марку был официально поставлен диагноз БАС — болезнь, с которой большинство людей живут от трех до пяти лет после появления первых симптомов. У него была работа, которую он любил, хотя он собирался скоро уйти на пенсию, а также семья: две дочери и внучка.
Несмотря на диагноз и слабость в руке, Марк продолжал работать в оптовой цветочной компании. Однако вскоре поднимать ведра с водой и ящики с цветами стало слишком сложно, потом стало затруднительным и вождение автомобиля. Смириться с БАС было нелегко еще и потому, что Марк начал терять свою независимость. «Я прожил один 13 лет, поэтому привык все делать сам», — сказал он.
После того как в августе устройство было имплантировано, он не мог сразу начать его использовать — около двух месяцев ушло на восстановление. Лишь после того как отек от устройства спал, команда Synchron смогла включить имплантат. Но Марк помнит, как это было в первый раз. «Раздались аплодисменты, — вспоминает он. — Мы продолжали попытки, но он работал не так, как надо, а потом, наконец, заработал».
Словарь разума
Последние три месяца Марк работает с Марией Нардоцци, эрготерапевтом из Synchron. По мере того как он осваивает каждую задачу, мужчина создает «словарь» движений, который устройство использует для считывания его мозговых волн и перевода их в действия на компьютере. На данный момент Марк освоил программу, которая позволяет ему при необходимости отправлять уведомление о состоянии здоровья или сообщение своему врачу. Его ближайшие цели — научиться управлять Alexa и включать Netflix, а также научиться писать текстовые сообщения.
«Текстовые сообщения — это действительно важный элемент нашего общения с семьей и друзьями, — сказал доктор Том Оксли, генеральный директор Synchron. — Так что, как правило, это то, что люди хотят вернуть в первую очередь». Специалист добавил, что он видел некоторых пациентов с имплантатами, способных печатать от пяти до 10 слов в минуту, что является большим достижением, если учесть, что большинство людей набирают до 20 слов в минуту.
Хотя технология ИМК все еще далека от повсеместного использования, ее потенциал привел к появлению нескольких компаний, работающих над созданием таких устройств. Два исследования, опубликованные в журнале Nature, показали, как мозговые имплантаты с использованием технологии искусственного интеллекта позволяют парализованным пациентам общаться, переводя нейронные сигналы в текст или речь со скоростью, которая ранее была недоступна такому типу технологий.
Нейротехнологии в массы
Инвесторы также проявляют большой интерес к нейротехнологическим стартапам и компаниям, работающим над ИМК. По заявлению Synchron, с момента своего создания компания привлекла инвестиции на сумму около $145 млн, в то время, как Neuralink Илона Маска — более $323 млн, согласно нормативным документам, поданным в прошлом году в Комиссию по ценным бумагам и биржам США. Том Оксли считает, что «конкуренция — это хорошо». В результате, по его словам, мы, вероятно, увидим множество различных типов технологий для разных сценариев использования.
Технология привлекла внимание и политических кругов. В июле в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже орган Организации Объединенных Наций созвал конференцию с участием политиков и заинтересованных сторон, чтобы обсудить этические аспекты новых нейротехнологий. Конференция завершилась призывом к созданию всеобъемлющей основы для использования потенциала и устранения рисков.
«Нейротехнологии развиваются с невероятной скоростью, — заявил генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш. — Этот прогресс является поводом как для радости, так и для осторожности. Мы должны соблюдать этические нормы и обеспечивать полную защиту прав человека».
В свою очередь Илон Маск сделал смелые заявления о потенциале ИМК для решения ряда сложных проблем. В этом году Neuralink попала в заголовки международных газет, когда миллиардер сообщил в X, что компания имплантировала чип в человеческий мозг. Ранее в этом месяце Маск также заявил, что первый участник испытаний Neuralink на людях может управлять компьютерной мышью с помощью мысли. Компания получила разрешение FDA на проведение клинических испытаний на людях в мае.
Вера в будущее
Есть еще много вещей, которые Марк может сделать самостоятельно. Он может ходить и говорить, а также сохраняет некоторые движения в конечностях. Но за несколько лет, прошедших с момента постановки диагноза БАС, говорит Марк, он уже заметил потерю ловкости. ИМК дает ему надежду на то, что он сможет изменить жизнь других людей в будущем, и шанс самому продолжать жить полноценной жизнью сейчас.
Когда он хочет воспользоваться своим любимым приложением Audible, он вынужден просить кого-то положить телефон прямо перед ним, чтобы мужчина мог запустить программу. Марк надеется, что в конечном итоге его имплантат поможет ему получить более легкий доступ к аудиокнигам и справляться с другими повседневными задачами.
В конечном счете Марк верит, что его участие в этом исследовании даст надежду другим пациентам с БАС. По его словам, это было главной причиной его участия в нем. «Это возможность помочь себе. Но, что еще важнее, я думаю, это поможет и другим людям», — заключил он.
