|
Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Учёные вернули зрение слепым мышам с помощью теллура — и открыли путь к «сверхзрению» для человека
10.06.2025 [11:34],
Геннадий Детинич
В одном из майских номеров журнала Science учёные из Университета Фудань (Fudan University) в Шанхае сообщили о прорыве в лечении врождённой слепоты. Исследования проводились на животных — мышах и приматах (но не на людях). Довольно простая имплантация нанопроволоки из теллура в область сетчатки глаза позволила животным реагировать на свет и различать объекты. Более того, мыши смогли видеть инфракрасный свет — способность, отсутствующую в природе.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews Учёные из Китая давно работают над благородной задачей — возвращением зрения людям, страдающим слепотой. Новые технологии приближают этот момент. Не исключено, что ключевую роль в этом сыграет теллур — редкий металл, в основном добываемый как побочный продукт очистки меди. Теллур давно используется в фотоэлектрических и термоэлектрических технологиях — он способен преобразовывать фотоны видимого и инфракрасного спектра в электрический ток. Примерно так же он функционирует и в сетчатке глаза: электроны, выбиваемые фотонами из теллура, возбуждают нервные окончания, что стимулирует передачу сигнала в зрительный центр мозга. Нанопроволоку из теллура учёные создавали методом химического осаждения. Её диаметр составил около 150 нм. В процессе была выращена сеть из нанопроволоки, которую затем имплантировали в глазное яблоко мышам и макакам. Сеть не вызвала биологического отторжения. На начальном этапе экспериментов имплантат продемонстрировал восстановление зрачкового рефлекса (реакции на свет) и способность передавать сигналы в головной мозг.
Источник изображения: Science 2025 Последующие эксперименты показали, что слепые мыши с имплантатом научились не только реагировать на световое раздражение, но и различать отдельные предметы. Самым удивительным стало то, что животные смогли видеть в ближнем инфракрасном диапазоне. Будет ли когда-нибудь такое зрение доступно человеку — вопрос открытый. Однако военные и спецслужбы наверняка заинтересуются этим направлением. И даже если подобные технологии не выйдут за пределы лабораторий, сам факт появления надежды вернуть зрение миллионам людей по всему миру стоит всех затраченных усилий. В США создали самый маленький в мире кардиостимулятор — он добывает питание прямо в организме и со временем растворяется
03.04.2025 [15:24],
Геннадий Детинич
Учёные Северо-Западного университета в США (Northwestern University) представили самый маленький в мире кардиостимулятор — его размер сопоставим с рисовым зёрнышком. Прибор предназначен для введения в тело с помощью инъекции шприцом, без хирургического вмешательства. Электролитом для питающей устройство батареи служит биологическая жидкость организма, а управление осуществляется с помощью инфракрасного света, который легко проникает через ткани человека. Всё просто и безопасно.
Источник изображения: Northwestern University Инъекционный кардиостимулятор разрабатывался прежде всего для детей, рождающихся с пороком сердца. В первые месяцы жизни таким пациентам требуется установка кардиостимуляторов, что обычно связано с затратами и необходимостью хирургического вмешательства. Представленный учёными прибор решает множество проблем, связанных с поддержанием жизни маленьких пациентов. Питание устройства обеспечивается встроенным гальваническим элементом. Межклеточная жидкость в организме человека играет роль электролита. Хотя её химический состав отличается от состава электролита обычной батареи, принцип работы тот же: электролит переносит ионы от одного полюса элемента к другому, создавая электрический ток. Кардиостимулятор накапливает заряд и запускает стимуляцию сердца при подаче сигнала. Команда и ритм задаются внешним устройством, закреплённым на коже пациента с помощью пластыря. Управление осуществляется инфракрасным светодиодом: его вспышки улавливаются датчиком кардиостимулятора, после чего прибор генерирует импульсы для стимуляции сердца. Возможно использование нескольких таких кардиостимуляторов одновременно, каждый из которых будет реагировать на световые сигналы определённой длины волны. Это позволяет, например, корректировать аритмию сердца. Со временем кардиостимулятор рассасывается в организме, что устраняет необходимость его извлечения после завершения работы. Это значительно снижает травматичность процедуры как при установке, так и после окончания срока службы устройства. Первый пациент с Neuralink провёл год с имплантом в голове — побочных эффектов нет
01.04.2025 [12:26],
Геннадий Детинич
На днях первый пациент с имплантатом Neuralink в голове сообщил об отсутствии каких-либо побочных эффектов от устройства — как физических, так и психологических. Зонды находятся в его голове около года, чего достаточно для первой серьёзной оценки этой нейронной платформы. Практика показала, что Neuralink помогает людям с параличом конечностей обрести самостоятельность в работе с компьютером и начать общение в социальных сетях.
Источник изображения: Neuralink Ноланд Арбо (Noland Arbaugh), неспособный двигать руками и ногами, поделился своим самочувствием в соцсети X. В частности, он отметил, что за всё время со дня установки имплантата Neuralink «не было никаких негативных побочных эффектов, ни физических, ни психологических, если не считать ненасытного желания заполучить женский конец штекера» — шутку о подключении имплантата к внешней платформе. Судя по всему, имплантат Neuralink имеет разъём типа «папа», а «маму» подключают родственники или специалисты. Главная проблема Neuralink в том, что тонкие иглы-зонды, углублённые в ткани головного мозга, могут постепенно смещаться из-за подвижности нервных тканей внутри черепа. Часть зондов способна покинуть своё место или серьёзно сдвинуться уже через несколько часов после операции. Это требует постоянной калибровки нейроимплантата. У первого пациента (Арбо) 85 % зондов вышли из зоны установки, поэтому он регулярно работает с командой Neuralink, чтобы улучшить и упростить процесс неизбежных калибровок.
Тем не менее год ежедневного использования имплантата показал его высокую степень надёжности и безопасности. С его помощью пациент смог отказаться от джойстика, которым управлял ртом, и стал перемещать курсор исключительно силой мысли, освоив гонки и стратегии, включая легендарную «Цивилизацию». По его словам, он мог бы даже управлять своей коляской мысленно и постоянно просит у команды Neuralink роботизированную руку для повседневных дел. Пока это остаётся в планах, но Neuralink открыт для усовершенствований и стремится расширить число пользователей, чтобы имплантат стал привычной частью жизни. Парализованный пациент обрёл способность управлять роботизированной рукой силой мысли
21.03.2025 [21:20],
Геннадий Детинич
Учёные из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) создали платформу, способную вернуть парализованным людям возможность самостоятельных действий с помощью роботизированных рук. Управлять манипулятором можно силой мысли, представляя себе нужное действие. Ключевую роль в этом процессе играет искусственный интеллект.
Источник изображений: UCSF Разработанная учёными платформа опирается на электрокортикографию (ЭКоГ) — систему выявления активных участков коры головного мозга. Обычно её применяют перед операциями на мозге, чтобы хирург не затронул критически важные зоны. Система и имплантаты ЭКоГ достаточно дорогие, но в данном случае они продемонстрировали высокую эффективность. Пациент с полной парализацией всех конечностей был подключён через ЭКоГ к компьютеру с ИИ, который, в свою очередь, передавал команды на роботизированную руку. Алгоритм на основе машинного обучения распознавал активность участков мозга, отвечающих за движения рукой, и передавал соответствующие команды манипулятору. Пациент наблюдал за процессом и в режиме реального времени мысленно корректировал движения руки, что тут же передавалось на роборуку. ![]() Исследователи отмечают, что такой метод обучения алгоритма с моментальной коррекцией ошибок на основе желаний пациента показал высокую эффективность. Более того, ИИ научился отслеживать смещение активности ответственных за движения участков мозга в соседние области коры. В целом рисунок активности не изменялся, но зона активности «дрейфовала» по коре, отметили учёные. Обычно это потребовало бы перекалибровки имплантатов каждые несколько дней. Однако разработанная платформа на основе ИИ смогла самостоятельно учитывать этот сдвиг и оставалась работоспособной более семи месяцев без существенного вмешательства в настройки. Уже одно это делает проект многообещающим. С помощью роборуки пациент смог брать и опускать предметы, пользоваться посудой и наполнять стакан жидкостью из диспенсера. Учёные также считают, что могут усовершенствовать платформу, например, снабдив роборуку машинным зрением. Это позволит машине помогать пациенту точнее выполнять действия, а также улучшит процесс обучения ИИ. «Я полностью уверен, что теперь мы знаем, как создать систему, и сможем заставить её работать», — поделился мыслями один из участников исследования, результаты которого опубликованы в журнале Cell. В Великобритании создали мозговые имплантаты для улучшения настроения людей ультразвуком
24.01.2025 [12:37],
Геннадий Детинич
В Великобритании проведут клинические испытания мозгового имплантата для помощи пациентам с эпилепсией, депрессией, наркоманией и психическими расстройствами, которые не поддаются медикаментозному лечению. Новый метод характеризуется минимальным хирургическим вмешательством и не затрагивает ткани мозга механически. Терапевтическое воздействие на мозг осуществляется с помощью ультразвука. Перспективы разработки значительны, однако вопросы этики применения таких методов остаются нерешёнными.
Источник изображения: Zuma Press/Alamy Испытания на 30 пациентах будут проведены под эгидой Национальной службы здравоохранения Великобритании (NHS). Финансирование программы обеспечивает британская организация ARIA (аналог американской DARPA). Стоимость проекта составляет £6,5 млн ($8 млн). В рамках программы будут тестировать имплантат американской некоммерческой организации Forest Neurotech (Forest 1). Испытания продлятся 3,5 года, начиная с марта, однако первые восемь месяцев уйдут на получение всех необходимых разрешений. Имплантат Forest 1 устанавливается под черепную коробку без внедрения в ткани мозга. Его датчики сканируют определённые области мозга и определяют активность целевых групп нейронов по интенсивности кровотока. Если активность нейронных кластеров оказывается недостаточной, имплантат фокусированным ультразвуковым сигналом стимулирует заторможенные нейроны. Датчики Forest 1 обеспечивают сканирование мозга в 100 раз более детально, чем стандартная процедура МРТ. По словам учёных, это самый совершенный на сегодняшний день метод неинвазивного воздействия на мозг человека. Устройство позволяет одновременно воздействовать на несколько областей мозга, что невозможно при использовании других технологий. Например, имплантат компании Neuralink Илона Маска вводит тончайшие металлические зонды прямо в ткани мозга. Эти зонды могут смещаться при движении человека, тогда как ультразвуковой сканер способен мгновенно оценить активность мозга и воздействовать на целевые участки. Однако до начала испытаний исследователей беспокоит возможное избыточное тепло, которое может генерировать сфокусированный ультразвуковой сигнал. Также остаётся нерешённым вопрос этичности глубокого вмешательства в работу мозга человека. Данные о состоянии нейронов могут повлиять на возможность получения медицинской страховки или трудоустройства. Более того, возникает опасение, что доступ к таким данным или системам управления имплантатами может быть использован в злонамеренных целях, например, для манипуляции настроением людей. Впрочем, это скорее проблема далёкого будущего. На данном этапе имплантаты будут устанавливаться пациентам с открытыми черепно-мозговыми травмами, чтобы избежать необходимости вскрытия черепной коробки. Пациенты будут в течение двух часов носить на голове прибор с ультразвуковым датчиком в области открытого мозга. Собранные данные пройдут проверку, и только после получения положительных результатов начнутся масштабные клинические испытания. Представлены полностью биосовместимые с человеком ионные транзисторы — носимая электроника станет вживлённой
29.11.2024 [17:42],
Геннадий Детинич
Учёные из Оксфордского университета представили технологию изготовления логических схем, полностью совместимых с биологией человека. Вместо электронов «человеческая электроника» использует ионный обмен. Это тоже перенос зарядов, который поддаётся программированию и контролю. Из мельчайших капель гидрогеля можно создавать диоды, транзисторы, память и логические элементы, которые будут воспринимать электрические сигналы тела человека и транслировать их обратно.
Источник изображений: University of Oxford Исследователи даже придумали название для новой электроники — каплетроника (dropletronic). Каждая капля имеет объём в несколько нанолитров и, в зависимости от состава, может обладать катионной (p) или анионной (n) проводимостью, аналогично переходам в полупроводниках. Таким образом, из капель с различной проводимостью можно создавать диоды, транзисторы и логические схемы. В качестве примера исследователи разработали электронную схему, способную подсчитывать сердечные ритмы, используя сигналы непосредственно от сердечной мышцы. ![]() Ранее учёные уже применяли ионную проводимость для создания логических элементов, но все предыдущие работы базировались на твёрдых подложках. Разработка британских учёных отличается тем, что она полностью мягкая — ведь что может быть мягче капли гидрогеля? Это даёт новое преимущество: такая электроника будет полностью совместима с биосистемой человеческого тела как на физическом, так и на сигнальном уровне. Организм можно будет модернизировать, вживляя электронные устройства как для медицинских целей, так и для повышения качества жизни. ![]() Отдельно исследователи выразили надежду, что предложенная ими каплетроника поспособствует развитию нейроморфных вычислений, наиболее близко имитирующих работу мозга человека. Если же вживлённому вычислительному устройству будет не хватать питания, учёные уже предусмотрели решение — капельный литиево-ионный аккумулятор. Но это будет уже другая история. |