Резидент Сколково «Лаборатория “Сенсор-Тех”» в сотрудничестве с фондом поддержки слепоглухих «Со-единение» разработала имплант для вживления в кору головного мозга, который позволит видеть людям, потерявшим зрение.
Небольшой имплант «ELVIS» устанавливается в зрительную кору и стимулирует её малыми токами под управлением внешних соединённых проводами блоков: головного ободка с двумя стереокамерами и поясного микрокомпьютера, который анализирует, конвертирует и передаёт данные по беспроводной связи на имплант.
Устройство предназначено для тех, кто потерял зрение, то есть имел зрительный опыт. Физиологических ограничений по установке таких систем слепым от рождения при этом нет, но нет и экспериментальных доказательств, что у людей, неспособных видеть с рождения, могут возникать зрительные образы. Зато для потерявших зрение подтверждений эффекта от электростимуляции достаточно.
Когда в область первичной зрительной коры, которая отвечает за восприятие изображения, поступают электрические импульсы, в сознании человека возникают вспышки света — так называемые фосфены.
Если подключён один электрод — одна вспышка, несколько электродов — вспышки в разных местах, а если электроды расположены в линию один за другим, у человека в сознании появляется некая белая линия. При этом мозг адаптируется под новый источник информации — это фундаментальный принцип работы мозга, который и делает возможным использование подобных нейроимплантов, — рассказывает директор Сенсор-Тех Денис Кулешов. — Если у зрячего визуальные образы возникают благодаря глазу, то у незрячего мозг перестраивает свои ощущения под новую информацию, которая поступает напрямую в зону зрительной коры путём электрической стимуляции. При использовании системы с нейроимплантом человек начинает с каждым днём всё лучше разбираться, какие предметы перед ним находятся.
По словам Кулешова, компьютер ужимает изображение с камеры до изображения разрешением 10✕10, которое способны передать в мозг электроды. Детали разглядеть нельзя, зато можно получить крупные контуры объектов: например, понять, что рядом стоит человек и машет рукой или что впереди находится забор.
Лаборатория начала разработку ELVIS в 2019 году, два года назад, апробировав американскую технологию, позволявшую видеть людям с повреждённой сетчаткой — бионическое зрение. На сетчатку утратившего зрение человека ставился бионический имплант, а камера в очках передавала на него информацию. Такой протез получили всего два человека. Но, по словам Кулешова, бионическое зрение в силу ограничений технологии поможет очень небольшому числу людей. Имплантация в мозг может стать в десятки раз более популярной.
Первые имплантации в зрительную кору ещё в 1970-х годах в США проводил Уильям Добель (William Dobelle). Он доказал эффективность и безопасность технологии. Но тогда импланты представляли собой громоздкие устройства, соединить их с внешней камерой можно было только при помощи проводов, а о миниатюрности компьютера не шло и речи, как и о бытовом применить таких систем. В 2019 году в штате Калифорния начались клинические испытания опередившей ELVIS системы с нейроимплантом на шести добровольцах. Разработчики отчитывались о положительных эффектах на международных конференциях и до сих пор продолжают эксперимент.
Сейчас компоненты системы ELVIS проходят испытания на грызунах. Затем наступит очередь обезьян. Инвазивная технология предполагает некоторый риск для здоровья, поэтому учёные оценивают её безопасность и эффективность. По итогам обязательных опытов на животных Росздравнадзор решит, можно ли разрешить испытания на добровольцах-людях.
В планах Сенсор-Тех установка кортикального импланта десяти незрячим добровольцам в 2023 году. Если всё пройдёт успешно, технология получит регистрацию, с 2027 года операции станут широко доступны в России, а затем и в других странах.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Telegram, ВК, Twitter и Facebook!
Далее: Виртуальная реальность усиливает ритмы мозга, важные для нейропластичности, обучения и памяти
