Мозговые импланты: на что они способны?

Статью проверил кандидат медицинских наук, доцент
Филюк Александр Яковлевич

Пока одни люди стращают окружающих чипированием, которое втайне проводится злобным мировым закулисным правительством, другие ждут возможности обзавестись чипом в мозге, чтобы вернуть здоровье и утраченные функции организма. Теориями заговора занимаются в других местах, а мы предлагаем выяснить вместе с MedAboutMe более насущные вещи: что уже умеют существующие мозговые импланты, и чему пока учатся.

Раны, ссадины и болезни кожи у юных спортсменов: когда ребёнку можно вернуться к занятиям спортом?

С какими симптомами детей не пустят на тренировку: острые и хронические состояния кожи у спортсменов.

«Цифровая таблетка» в голове: что это такое?

С одной стороны, мысль о том, что в твоей собственной голове может появиться нечто чужеродное, не живое, но способное влиять на функции организма, достаточно неприятная для очень многих людей. Сразу приходят в голову те самые теории заговора и управление поведением сторонней (и непременно злокозненной) силой. Те, кто постарше, могут вспомнить и несколько фильмов, вышедших на экраны в конце ХХ века — о том, как туго может прийтись тем, кто в силу различных катастроф остался в живых только наполовину — а остальную часть тела пришлось роботизировать. Робокоп, например: умер уже парень, совсем умер, а его оживили, роботизировали, и все равно заставили идти на работу. И деваться некуда — тело-то уже не свое.

Не получится ли так же с этими цифровыми таблетками? Как обстоит дело с этической стороной вопроса?

Надо сказать, что первоначально «цифровыми таблетками» называли совсем другое, да и до сих пор называют. Это название впервые было применено к новому типу лекарств: в капсулу с действующим веществом встраивается микроустройство, способное связываться со смартфоном, и активирующееся при попадании внутрь организма. Таким способом можно контролировать соблюдение пациентом рекомендаций врача по приему лекарства и степень его приверженности лечению. Предполагалось, что подобные таблетки могут обеспечивать лучший контроль за лечением пациентов, на ответственность которых полагаться особенно не приходится: пожилых людей с деменцией, пациентов психиатров, больных ВИЧ или наркоманов. Однако даже в этом случае споров относительно этичности подобного контроля ведется очень много. Например, бельгийские ученые, опубликовавшие в 2021 году статью в журнале Acta Clinica Belgica, полагают, что внедрение таких систем вызывает множество вопросов, связанных с ограничением автономии пациентов, риске вторичного использования личных данных пациентов и т. д. Перевесят ли подобные риски потенциальную пользу от применения устройств, напоминающих пациенту о необходимости приема лекарства, и отправляющих лечащему отчет о своевременности приема?

Что же говорить об импланте, который способен прямо и непосредственно влиять на деятельность мозга? Чем это грозит человечеству?

Импланты и управление поведением

Импланты и управление поведением

Для начала необходимо определить, что считать желательным вмешательством в поведение, а что — нет. Применение имплантов для лечения депрессии с суицидальными наклонностями — очевидное благо. Как и для того, чтобы воспрепятствовать наркозависимому «сорваться» и вернуться к употреблению психоактивных веществ. Но подобное имплантируемое устройство действительно способно влиять на поведение существа, в мозг которого вживлено, будь то лабораторная крыса или человек. Насколько велика опасность потери свободы воли в этом случае — вопрос открытый. Наверное, такой риск существует, просто потому, что всегда находится некто, желающий применить любое изобретение для достижения собственных целей в ущерб другим людям.

Но, как говорится, «не стоит выплескивать с водой и ребенка». Потому что уже сегодня мозговые импланты могут очень существенно помогать людям, страдающим различными недугами.

Например, те же микрочипы, которые способны влиять на поведение наркозависимых, обладают еще рядом функций. Эти устройства могут в постоянном режиме адресно доставлять в мозг лекарственные вещества, помогающие справляться с эпилепсией, болезнью Альцгеймера, шизофренией, некоторыми видами рака головного мозга и с последствиями инсульта, а также считывать важные показатели мозговой активности и отправлять полученные данные врачу, используя связь через смартфон. При этом устройство обладает маленьким размером, изготовлено из биосовместимых полимеров и может подзаряжаться беспроводным способом, то есть причинять носителю минимум неудобств. Разработку подобных имплантов ведет группа ученых их США и Кореи, о чем сообщалось в статье в Nature Biomedical Engineering в 2019 и 2021 г. С помощью этих же чипов ученые могут получатьинформацию, имеющую крайне важное значение для понимания механизмов, управляющих стрессом, депрессией, болью, зависимостью и т. д.

Микрочипы для восстановления функций

Микрочипы для восстановления функций

В 2022 году появилась информация об успешном клиническом испытании микрочипа, имплантированного в мозг человека с болезнью Паркинсона. Устройство оказывает воздействие на поврежденные участки мозга слабыми электрическими импульсами. Пациент по имени Тони Хауэллс с помощью микрочипа смог избавиться от симптомов заболевания, очень затруднявших его жизнь: Тони не мог не только нормально ходить, но и совершать другие действия, начиная от завязывания шнурков на обуви и заканчивая обычными бытовыми делами.

Кстати, импланты могут вживляться не только в головной, но и в спинной мозг. Это делается, в частности, в случаях паралича нижних конечностей и травм позвоночника. Импланты берут на себя функцию передачи нервных импульсов, проходимость которых нарушена из-за болезни или повреждения спинного мозга. Об эффективности такого метода лечения сообщается в статье, опубликованной коллективом авторов в Nature Medicine в 2022 году.

Импланты ствола мозга помогают восстановить слух людям с врожденными пороками развития органов слуха и даже при отсутствии слухового нерва, когда не эффективна кохлеарная имплантация.

Комментарий эксперта
Оливер Хааг Хейнц, отоларинголог

Оливер Хааг Хейнц, отоларингологИмпланты, внедряемые в слуховое ядро, расположенное в стволе мозга, помогают обрести возможность слышать детям, у которых диагностировано врожденное отсутствие улитки и/или слухового нерва. Правда, это устройство не позволяет достичь высокой четкости воспринимаемого звука, но определенный уровень восстанавливает. Это позволяет пациентам избежать слуховой изоляции, научиться говорить и распознавать чужую речь, хотя отчасти и по губам. Но, поскольку это вмешательство более глубокое, чем установка кохлеарного импланта, применяется метод редко, и только в тех случаях, когда другие методы неэффективны или невозможны.

Микрочип, вживленный в мозг 36-летнего мужчины из Сан-Франциско, спас его из «заточения» в собственном теле. После тяжелого инсульта парень был полностью парализован, и сохранил только возможность двигать глазами. Это состояние очень близкое к «синдрому запертого человека», и очень тяжелое. Врачам удалось помочь пациенту с помощью устройства, способного считывать электрические импульсы, которые у здорового человека управляли бы речью. Полученные импульсы компьютер преобразует в буквы и слова, и выводит на экран.

Интересно, что первыми словами пациента, вновь получившего возможность общаться с внешним миром, были слова о том, как он ненавидит еду, которой его кормят в клинике. Это, конечно, не полноценная речь, но все-таки реальная возможность общаться с окружающими людьми и сообщать о своем состоянии, желаниях и проблемах.

В январе 2023 года первому пациенту был вживлен в мозг микрочип, воздействующий сериями слабых электрических импульсов на определенную зону мозга, нарушения функций в которой приводят к развитию депрессии. Испытание будет продолжаться в течение года, планируется установить подобные устройства еще на нескольких пациентах.

Широко известный Илан Маск также испытывает (пока на обезьянах) мозговой имплант, который может управлять компьютером и смартфоном буквально силой мысли. Теоретически, такое устройство сможет выполнять множество задач, начиная от отправки СМС со смартфона и проверки электронной почты, до совершения покупок в интернете. Это может быть очень большой помощью людям с ограниченными возможностями и особыми потребностями.

Россия также не отстает в этой области. Ученые из НИУ ВШЭ в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного медико-стоматологического университета разработали устройство, позволяющее распознавать слова, которые человек хочет произнести, что может помочь множеству людей с нарушениями речи в общении. Статья об этом изобретении опубликована в 2022 году.

А в Сколтехе разработан инновационный метод реабилитации нижних конечностей с помощью имплантов на основе интерфейса brain-computer (мозг-компьютер).

Эти и другие подобные разработки дают надежду многим людям, страдающим нарушениями слуха, речи, зрения, лишенных возможности двигаться и делать многое из того, что не представляет затруднений для всех остальных.

Видимо, придется решать вопрос этики применения мозговых имплантов и регулирования их использования, взвешивать риски и потенциальные преимущества. Современная наука и медицина вообще нередко сталкивается с серьезными этическими проблемами. Одна из них освещается в статье «Этика генетики: актуальные споры вокруг генной инженерии», которую мы рекомендуем к прочтению.

Читайте также

Как будет выглядеть пенис будущего? Учёные делятся прогнозами
Эволюции мужского детородного органа: что говорит на этот счёт наука?
Лекарства от депрессии мешают приживлению имплантов зубов
Дентальная имплантация и лекарства от депрессии несовместимы: данные исследований.
«Спинным мозгом чую»: как мы чувствуем чужой взгляд?
Как мы чувствуем, что на нас кто-то смотрит? О тайнах мозга рассказывает MedAboutMe.
Как подготовиться к МРТ головного мозга
Если вас направили на магнитно-резонансную томографию головного мозга, вам небезынтересно будет узнать о том как подготовиться к МРТ головы, что можно и чего нельзя.
Возраст – противопоказание к имплантации зубов?
Возраст – противопоказание к имплантации? Особенности, возможности, советы стоматолога.
Мозг и болезни, которые с ним связаны
12 болезней, которые влияют на мозг. Почему это происходит и что меняется в нервной системе, рассказываем в статье на MedAboutMe.
Опубликовано 15.02.2023 21:00
Рейтинг статьи:
4,5

Использованные источники

Новый метод реабилитации нижних конечностей на основе интерфейса мозг-компьютер и чрескожной электростимуляции спинного мозга / Ниненко И. и др . // Четвертая международная конференция «Нейротехнологии и нейроинтерфейсы (CNN)» 2022
Декодирование речи с помощью небольшого набора пространственно разделенных минимально инвазивных внутричерепных электродов ЭЭГ с помощью компактной и интерпретируемой нейронной сети / Артур Петросян и др. // J. Neural Eng. 2022
Spelling interface using intracortical signals in a completely locked-in patient enabled via auditory neurofeedback training / Ujwal Chaudhary et al // Nature Communications 2022
Activity-dependent spinal cord neuromodulation rapidly restores trunk and leg motor functions after complete paralysis / Rowald A, Komi S, et al // Nat Med. 2022
Implantable systems for drug delivery to the brain / Kaurav H, Kapoor DN. // Ther Deliv 2017
Hard Pill to Swallow: Ethical Problems of Digital Medication / Dotolo D, Petros R, Berridge C. A // Soc Work. 2018
Wireless optofluidic brain probes for chronic neuropharmacology and photostimulation / Qazi, R., Gomez, A.M., Castro, D.C. et al. // Nat Biomed Eng 2019
Remote digital monitoring of medication intake: methodological, medical, ethical and legal reflections / Van Biesen W, Decruyenaere J, Sideri K, Cockbain J, Sterckx S. // Acta Clin Belg 2021
Использованы фотоматериалы Shutterstock

Читайте далее

Почему вам не хватает энергии? Витамины группы B — ключ к бодрости и ясному уму!

Хроническая усталость и постоянный туман в голове? Возможно, вашему организму не хватает витаминов группы B

Колики у малышей: полезные советы родителям

С коликами, так или иначе, сталкивается подавляющее большинство родителей совершенно здоровых малышей в раннем возрасте.

Малыш, родители и колики: как пережить 100 дней плача?

Часто первой проблемой, пугающей молодых родителей, становятся колики у малыша. Как помочь детям при боли в животике, читайте на MedAboutMe.

Что делать при порезах и ссадинах: советы

Незначительные порезы и царапины обычно не требуют поездки в отделение неотложной помощи. Тем не менее, надлежащий уход необходим, чтобы избежать инфекции или других осложнений.

Раны, ссадины и болезни кожи у юных спортсменов: когда ребёнку можно вернуться к занятиям спортом?

С какими симптомами детей не пустят на тренировку: острые и хронические состояния кожи у спортсменов.