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.

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.

Компания Neuralink, основателем и владельцем которой является американский бизнесмен Илон Маск (Elon Musk), получила разрешение американского регулятора на вживление мозгового имплантата второму пациенту. Это случилось после того, как разработчики сумели найти решение проблемы с задержками в работе устройства, которые возникают у первого пациента.

Источник изображения: Neuralink

Разрешение выдало Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств, являющееся подразделением Министерства здравоохранения и социальных служб США. Ранее в этом месяце Neuralink сообщила, что ультратонкие электроды, помещённые в кору головного мозга первого пациента, сместились. В СМИ также появлялась информация о том, что компания знала о возможности возникновения такой ситуации, поскольку аналогичные проблемы случались во время тестирования имплантатов на животных. Для решения этой проблемы Neuralink намерена размещать ультратонкие электроды глубже в коре головного мозга.

Согласно имеющимся данным, Neuralink планирует вживить имплантат второму пациенту в июне, а всего в этом году провести 10 таких операций. В настоящее время более 1000 парализованных людей зарегистрировались в реестре пациентов компании и ожидают своей очереди на операцию. В ближайшие несколько месяцев компания также планирует подать заявки регулирующим органам Канады и Великобритании, чтобы получить разрешение на проведение операций по вживлению мозговых имплантатов в этих странах.

Компания Neuralink, основателем и владельцем которой является Илон Маск (Elon Musk), провела мероприятие с участием 29-летнего парализованного Ноланда Арбо (Noland Arbaugh), которому был вживлён её мозговой имплантат. В ходе беседы Арбо рассказал, как ему живётся с вживлённым в мозг чипом, а видео этой беседы он опубликовал в своём аккаунте в сети X.

Источник изображения: YouTube

По словам Ноланда Арбо, имплантат позволил ему чувствовать себя обычным человеком, а не парализованным. Чип Neuralink даёт ему возможность выполнять разные задачи на компьютере, причём постепенно он делает это всё быстрее и эффективнее. Помимо прочего, Ноланд может силой мысли играть в некоторые компьютерные игры, включая Civilization VI. Он рассказал, что постепенно у него всё лучше получается играть в стратегию.

Ноланд отметил, что ему нравится прогрессировать в играх, поскольку постоянно побеждать своего отца в шахматы уже не так интересно. Ещё молодой человек соревнуется с отцом в Mario Kart. Во время беседы он поблагодарил разработчиков из Neuralink, которые помогли ему изменить жизнь, а также выразил уверенность в том, что в будущем мозговой имплантат Neuralink поможет большему количеству людей.

Напомним, Илон Маск основал компанию Neuralink в 2016 году. В январе этого года миллиардер объявил о проведении успешной операции по внедрению имплантата человеку. Не так давно в интернете появилось видео, демонстрирующее, как Ноланд Арбо играет в виртуальные шахматы силой мысли. Позднее в соцсети X также был опубликован пост, созданный самим Ноландом.