Испанские врачи описали случай успешного восстановления зрения у слепого испанца, которому имплантировали микроэлектродную матрицу в кору затылочной области мозга. Спустя полгода после стимуляции он стал различать свет и движение и даже сумел прочитать крупные буквы и слова. Отчет о случае опубликован в журнале Brain Communications.
Оригинальные исследования еще в середине прошлого столетия показали, что электрическая стимуляция зрительной коры головного мозга с помощью имплантированных поверхностных электродов может вызывать зрительные ощущения. В настоящее время несколько исследовательских групп в мире изучают различные подходы к применению такой стимуляции для восстановления зрения.
Однако, несмотря на значительные достижения в области нейроинтерфейсов, на данный момент нет доступных для клинического применения кортикальных зрительных протезов. В основном это связано с ограниченным пониманием медиков сложных нейронных контуров, ответственных за обработку зрительной информации, а также с недостаточностью знаний об оптимальных параметрах стимуляции и долговременных реакциях нервной ткани на хроническую стимуляцию.
Группа исследователей под руководством Эдуардо Фернандеса (Eduardo Fernandez) из Университета Мигеля Эрнандеса занимается клиническими испытаниями матрицы размером 4 × 4 миллиметра со ста микроэлектродами, которая хирургически имплантируется в зрительную кору больших полушарий, недалеко от границы зон V1 и V2. Во время этих исследований у слепого участника зафиксировано значимое восстановление зрения. У мужчины 65 лет на протяжении трех лет и десяти месяцев полностью отсутствовало зрение из-за двусторонней передней ишемической оптической нейропатии. До включения в клиническое исследование правый глаз не реагировал на свет, а левый реагировал минимально. При осмотре глазного дна офтальмологи выявили бледность зрительных нервов, что свидетельствует об их атрофии.
Через два дня после имплантации матрицы с микроэлектродами врачи начали предварительные эксперименты по оценке пороговых значений стимуляции для возникновения фосфенов. Для этого они использовали серии стимулов из 50 двухфазных импульсов с балансировкой заряда с различной интенсивностью, длительностью фазы 170 микросекунд и частотой 300 Герц. Во время таких стимуляций испытуемый внезапно сообщил, что начал замечать какие-то огни и движения перед собой. Врачи списали это на первичный эффект от имплантации электродов в зрительную кору, однако пациент настаивал на том, что теперь он может различать движение исследователей рядом с ним. Его жена, присутствовавшая в этот момент в палате, подтвердила, что это первый раз, когда мужчина что-то видит после того, как ослеп.
Затем один из исследователей начал двигать руками в разных направлениях перед испытуемым, прося его описать их положение. Пациент каждый раз мог точно описать положение рук, описывая это как нечто похожее на тень. Функциональные тесты через неделю после операции подтвердили частичное восстановление зрения. Ученые продолжили экспериментальный план, который включал в себя электростимуляцию пять дней в неделю по 3–4 часа в день. В течение первого месяца после имплантации участник мог воспринимать свет, его источник, длительность и направление движения.
Через шесть месяцев после имплантации и начала экспериментов с электростимуляцией результаты исследований показали улучшение бинокулярного зрения в 23 раза, зрения левого глаза — в 19 раз, правого — в 15 раз. В целом, у добровольца заметно повысилась острота зрения и заметно выросла эффективность повседневной деятельности по сравнению с исходным уровнем. Он мог последовательно распознавать формы и буквы, а плавность его произвольных движений при захвате предметов значительно возросла. Кроме того, он обрел уверенность во время движения и сообщил, что восстановленного зрения достаточно, чтобы выполнять повседневные задачи.
Впрочем исследователи понимают, что этот случай восстановления зрения может быть единичным, ведь эффекты от микростимуляции могут значительно различаться в зависимости от патологии, остаточного зрения и продолжительности слепоты. Более полное понимание эффективности метода наступит после завершения испытаний со всеми участниками.
Потенциал у микростимуляции все же есть. Еще в 2020 году мы рассказывали, что она помогла макакам увидеть буквы.