В прошлый раз я обещала коснуться темы электронных имплантатов. Поехали!
«- Слыхал, седьмых DEXов в производство запускают? – в подпитии Николай обожал выбалтывать мелкие служебные тайны, поэтому очень тщательно относился к выбору собутыльников.
- «DEX-компани» же вообще хотели прикрыть, - с отвращением напомнил Станислав. – После того как шестёркам крышу снесло.
- Так не всем же, а всего двум процентам. Там вроде в мозговых имплантатах дело оказалось, брак партии. Говорят, устранили»
(О. Громыко. Космоэколухи)
Благодаря циклу романов о разумных киборгов О. Громыко, или же просто потому, что идеи носятся в воздухе, тема электронных имплантатов в фантастике чрезвычайно популярна. Идеям есть откуда носиться: имплантаты – как принимающие информацию, так и передающие – уже не фантастика, а реальность. И нет ничего досаднее, чем обнаружить в хорошо написанном конкурсном (и не только конкурсном) рассказе нечто, что уже есть сейчас, но чего загадочным образом ещё нет в описываемом будущем. Причём не потому, что в рамках вымышленного мира человечество свернуло куда-то «не туда», а просто по факту.
Книги О. Громыко в этом смысле, напротив, кладезь идей, причём идей очень реалистичных: зрение в инфракрасном излучении, обострённый слух, разнообразные встроенные сканеры – и всё это вполне в русле того направления, которое задаётся наукой здесь и сейчас.
А что есть здесь и сейчас?
Я немножко (о, совсем немножко!) пошерстила сайт с медицинскими статьями и обнаружила, что среди статей, посвящённых «встроенным» в тело человека электронным устройствам, львиную долю занимают публикации на тему кохлеарных имплантатов. Именно потому, что они реально применяются очень давно. Среди тем статей – проблемы распознавания речи на разных языках в связи с особенностями фонетического строя, проблемы социализации детей с встроенными имплантатами и так далее. Так что начнём не с новостей, а со «старостей» науки.
Внутреннее ухо человека – улитка – устроена сложно, но сам принцип прост до изящества. Улитка представляет собой уложенный по спирали канал с натянутой по всей его длине основной мембраной; на ней расположены волосковые клетки-рецепторы. Вторая, покровная мембрана находится над ними. Когда основная мембрана колеблется, волоски рецепторов «упираются» в покровную мембрану, сгибаются – и преобразуют колебания в нервный импульс. От рецепторов в мозг ведут отростки нейронов: мозг получает и обрабатывает сигналы от каждого рецептора по отдельности.
Всё просто, да? Сложной и тонкой является сама настройка воспринимающего аппарата. Покровная мембрана расположена так, что одни рецепторы возбуждаются при малейшем колебании (тихий звук), другие – лишь при достаточно сильном (громкий звук). К тому же основная мембрана – разной ширины: у верхушки улитки канал расширяется. Поэтому звуки с разной частотой колебаний (то есть, высокие и низкие) вступают в резонанс с разными участками мембраны. То есть, всё богатство воспринимаемых звуков на самом деле складывается из двух (всего лишь двух!) параметров: высоты и громкости.
А если звук почему-либо не доходит до улитки? Или – доходит, но слуховые рецепторы повреждены и не могут преобразовать сигнал? Вот тут и нужен кохлеарный имплантат.
Устройство состоит из двух частей. Внешняя – это небольшая коробочка с микрофоном, речевым процессором и передатчиком; внутренняя – это электроды, вживляемые в улитку и стимулирующие слуховой нерв. Понимаете, в чём сложность? Ага, в многоканальности. Для различения звуков по двум параметрам требуется стимуляция множества отростков нейронов по отдельности.
А ещё, для справки и чтобы произвести впечатление, вся улитка имеет 9 мм в основании и 5 мм в высоту.
Однако подобные имплантаты впервые применили аж в 1978 году, а с середины восьмидесятых их применение в мире стало массовым. В нашей стране такие операции делают начиная с 1991 года.
Заметьте, уважаемые братья по перу: поскольку речевые процессоры, да и само «подключение» нерва отличаются от природных, пациентам после имплантации требуется время, чтобы научиться слышать. Даже (и в особенности) если глухота не врождённая, а полученная в результате инфекции или отравляющих веществ. Мозг должен обучиться обрабатывать новые для него сигналы. То есть, слышат люди с подобными аппаратами несколько иначе, чем здоровые. Ну и ещё: мозг взрослого справляется с этим медленнее и хуже, чем мозг ребёнка; при врождённой глухоте детям можно ставить кохлеарные имплантаты, начиная с семимесячного возраста.
Всё это я сообщаю для того, чтобы представлять возможности в принципе. Многоканальное подключение к слуховому нерву – это, вообще-то, очень круто, и это может дать толчок фантазии. Главное – помнить: это люди уже давно умеют.
А какие ещё воспринимающие устройства применяются сейчас или станут доступны в ближайшем будущем?
1. Где ухо – там и глаз.
В 2004 году пациентке из Калифорнии впервые имплантировали бионический глаз. Первые матрицы содержали всего лишь 16 электродов; в настоящее время стандартная матрица для бионического зрения содержит 500 фотоэлементов. Разрабатываются системы, включающие 1000 электродов. Это позволяет не только распознавать детали и лица, но и читать крупный шрифт. (Bionic Vision Australia, 2011)
В России за всё время было имплантировано всего 2 устройства (в 2017 году), во всём мире – более 500.
Однако в 2022 году в НИИ Медицинской приматологии в Сочи прошла первая операция по установке российского нейроимплантата для восстановления зрения. Пока – обезьянке.
2. Управление силой мысли
Это уже немного другое: речь не о получении мозгом информации, а о командах, передаваемых из мозга на внешние устройства. Конечно, прежде всего речь идёт о парализованных людях. И тут всё сложнее: требуются такие имплантаты, которые установлены глубоко в теле и которые при этом можно заряжать без проводов. Решением этих проблем занимаются учёные из Стэнфорда.
Участники испытания с имплантатами могли выполнять действия в реальном мире в режиме реального времени, начиная с просмотра веб-страниц или отправки текстовых сообщений и электронных писем и заканчивая покупкой в Интернете, общением в чате, выбором видео и даже воспроизведением музыки в приложении для пианино. (2023)
На самом деле, интернет пестрит сообщениями о различных имплантатах. Я отобрала совсем немногие примеры устройств: те, которые, во-первых, улучшают качество жизни людей с ограниченными возможностями, и, во-вторых, существуют уже сейчас не в виде прототипа, а в виде реально используемых устройств.
А про мониторинг состояния больного и «умные таблетки» давайте поговорим в следующий раз.
©Татьяна Виноградова для Синего Сайта
Не пропустите новые публикации, подписывайтесь на наш канал, оставляйте отзывы, ставьте палец вверх – вместе интереснее! Приносите своё творчество на Синий Сайт! Самые интересные работы познают Дзен!
#синий сайт #полезно для авторов #литература #биология
