В Сочи сделана уникальная операция по вживлению зрительного нейроимпланта в мозг обезьяны
Уникальную операцию провели в НИИ медицинской приматологии в Сочи. Ученые впервые установили российский зрительный нейроимплант обезьяне и оказались буквально в одном шаге от возможности восстановления зрения людям.
Шанс для незрячих
Председатель Краснодарской краевой организации Всероссийского общества слепых Юрий Третьяк потерял зрение в семь лет.
— Лег спать — видел, проснулся — уже нет. Сказали, что глаукома, а там кто его знает,— делится Юрий Серафимович.
Сегодня ему уже семьдесят лет.
— Решились бы на операцию по вживлению импланта?
— Конечно, а что мне терять? Если бы я хоть частично что-то видел, то, наверное, нет. А я полностью слепой. Только не сильно верю, что такое возможно. Знаю, что сегодня в Израиле делают очки специальные. Их надеваешь, держишь перед собой лист с текстом — очки всё сканируют и в наушник читают. Получается, видишь текст. А тут как? Ну, имплант какой-то в мозг, а как смотреть? Камеры какие-то должны быть.
Электронное зрение
Работа над созданием технологии, которая позволит слепым людям увидеть мир, началась в 2020 году по инициативе благотворительного фонда поддержки слепоглухих «Со-единение». В итоге появилась целая система ELVIS.
— Аббревиатура ELVIS означает electronic vision — «электронное зрение». Мы специально выбрали название, которое может быть понятно за рубежом. Задачу по восстановлению зрения сегодня решают сразу несколько команд в различных странах мира. Нейроимпланты — сейчас это самая сложная область исследований, но это прямой путь к решению важных медицинских вопросов. Мировые корпорации сегодня вкладывают огромные деньги в это направление, но тот, кто сможет получить и запатентовать технологии первым, станет лидером,— отмечает директор лаборатории-разработчика «Сенсор-Тех» Денис Кулешов.
Система ELVIS позволяет «подключить» к мозгу камеры и передавать изображение в него напрямую, без помощи глаз. Это обеспечивают три блока. В зрительную кору головного мозга устанавливается специальный имплант и стимулирует его малыми токами. Нейроимплант изготовлен из специальных биоматериалов, вся электроника в нем — это сплавы нескольких видов металлов, в том числе ценных. Благодаря этому человек или животное начинает испытывать зрительные ощущения и видит вспышки света.
— А можно через такой имплант «управлять» человеком? Сегодня столько говорят о чипах…
— Если рассуждать в области футурологии, то, наверное, лет через сто человеку действительно будет можно вводить какой-то чип, управлять им и делать это незаметно. Но если смотреть на горизонт 20—30 лет, то это нереально. Вживление любого импланта — это серьезная операция. К тому же наша разработка может лишь передавать в мозг изображение. Кстати говоря, о чипах: почему-то никто не вспоминает, что операции по вживлению электродов в мозг человека используются довольно давно для лечения хронических головных болей или болезни Паркинсона и демонстрируют хорошие результаты. При этом если для лечения болезни Паркинсона используется порядка девятнадцати электродов, то нейроимпланты для восстановления зрения насчитывают сотни. К тому же зрительная кора головного мозга имеет свою специфику, сосудистую и нейрофизиологическую составляющие, именно поэтому такие технологии начинают разрабатываться только сейчас,— отвечает Денис Кулешов.
Как это работает?
Изображение в реальном времени считывают две камеры, которые крепятся на специальный обруч на голове. Изображение с них анализирует микрокомпьютер, он крепится на поясе и передает обработанные кадры прямо на имплант в мозг. Пока картинку, получаемую с чипа, можно сравнить с очень старым телевизором.
— Изображение, которое увидит слепой, мы называем контурным или силуэтным. Представьте, что перед вами стоят два человека и машина. С помощью нашего прибора незрячий человек сможет увидеть их контур, он поймет, что перед ним люди и машина, но вот одежду не разглядит. Мы также разработали систему, которая позволит сделать электронное зрение более удобным. С помощью искусственного интеллекта она анализирует изображение и подсказывает слепому человеку, что это. Система уже запатентована в России, сейчас получает патент в США,— поясняет директор лаборатории-разработчика «Сенсор-Тех» Денис Кулешов.
Все компоненты системы разрабатываются в России. Среди партнеров проекта Агентство стратегических инициатив, Первый Московский государственный медицинский университет имени Сеченова, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Центр коллективного проектирования РТУ МИРЭА, отраслевой союз «Нейронет», фонд «Сколково» (группа «ВЭБ.РФ») и Московский инновационный кластер. Синхронная работа трех компонентов позволяет начать видеть окружающий мир. Технология будет эффективна для тех слепых и слепоглухих людей, у которых есть поражение сетчатки, патология зрительного нерва или другие тяжелые нарушения зрения. К подобным относятся пациенты с такими сложными заболеваниями, как терминальная глаукома, терминальный пигментный ретинит, генетические дистрофии сетчатки, тотальная отслойка сетчатки, опухоли зрительного нерва и зрительных путей. Нейроимплант позволит видеть людям, у которых по какой-либо причине физически нет глаз.
— Сейчас наша технология рассчитана на помощь людям, которые когда-то видели, а потом потеряли зрение, то есть у них есть так называемая зрительная память. В планах — разработка для людей с врожденной слепотой, однако предсказать, каким будет зрение у человека, который не видел никогда, пока невозможно,— делится Денис Широков.
От грызунов до обезьяны
Первые испытания уникального прибора начались в 2020 году, сначала на грызунах. Ученые оценивали реакцию их мозга на воздействие электродов. Сегодня специалисты перешли на более близкие к человеку виды — обезьян. Для проведения испытаний в НИИ медицинской приматологии в Сочи был выбран шестилетний самец павиана анубис. Операцию проводил нейрохирург Артур Биктимиров, который занимается сложнейшими операциями на головном мозге уже более шестнадцати лет. Была задействована профессиональная команда медиков: нейрофизиолог, анестезиологи, ветеринарные врачи. Длилась операция два часа.
— Для меня как для врача не имеет значения, кто лежит на столе — человек или животное. Это живое существо, тут главный принцип — не навредить,— отметил нейрохирург Артур Биктимиров.
Несмотря на то что подобные технологии призваны вернуть зрение, анубис — обезьяна зрячая. Основной задачей операции была проверка работы импланта и оценка биосовместимости тканей мозга и компонентов системы ELVIS, отработка действий по установке электродов и подготовка к проведению таких операций нескольким десяткам обезьян, для того чтобы оценить, насколько хорошо животные видят с помощью электронного зрения. После операции павиан чувствует себя хорошо.
— Новый этап доклинических испытаний прошел успешно, и теперь мы находимся всего в нескольких шагах от начала исследований с участием незрячих добровольцев. Наша задача заключалась не только в тестировании техники и электродов — важно было отработать и хирургические нюансы. Электроды, которые мы поставили, были разработаны при участии специалистов Сеченовского университета. Мы также смогли провести техническое тестирование. Пока животное находилось под наркозом, мы смогли проанализировать сигналы и ответы мозга на них. Сейчас мы продолжаем следить за состоянием обезьяны, оцениваем множество медицинских параметров, чтобы понять, как прижился имплант,— говорит директор лаборатории-разработчика «Сенсор-Тех» Денис Кулешов.
От обезьяны до человека
По прогнозам ученых, испытания на животных продлятся до конца 2023 года. В ближайшие два года планируется провести установку имплантов десяткам обезьян, а затем организовать серию поведенческих экспериментов. При этом все исследования будут проходить с соблюдением международных этических норм. Проще говоря, лишать зрения никого из животных не будут — им достаточно просто завязать глаза. В одном из экспериментов обезьяну заранее, до установки импланта, обучат различать геометрические фигуры. После установки электродов в зрительную кору головного мозга животное будет выполнять то же упражнение, но с завязанными глазами — с помощью электронного зрения.
— После проведения всех доклинических испытаний и получения соответствующих разрешений мы рассчитываем перейти к установке ELVIS первым незрячим добровольцам. Уже сейчас можно подать заявку на сайте проекта. Желающих довольно много, каждый слепой человек хочет видеть,— говорит Денис Широков.
Предполагается, что операция по установке нейроимпланта для восстановления зрения людям станет широко доступна в России в 2027 году. При этом разработчики планируют, что она будет бесплатной и делаться в рамках государственной программы по оказанию высокотехнологичной медицинской помощи.
— Операции на мозге могут проводить только очень высококвалифицированные нейрохирурги — такие способы восстановления зрения, скорее всего, будут доступны только в крупных центрах. С учетом стоимости изготовления приборов они будут обходиться государству в сумму от пяти до десяти миллионов рублей,— объясняет директор лаборатории-разработчика «Сенсор-Тех» Денис Кулешов.
По прогнозам ученых, такая операция сможет помочь практически каждому пятом слепому. Сегодня в России проживают триста тысяч незрячих людей.
Ирина СИЗОВА
