За последние несколько десятилетий нам как обществу стало комфортнее с медицинскими приборами, имплантированными в различные части нашего тела, такими как кардиостимуляторы для сердца, искусственные бедра и протезы конечностей.
Нервы везде в организме
Нервы или нервный синапс везде в организме, поэтому исследователи потенциально могут использовать устройства для устранения нервного дефицита. Нейронные протезы могут помочь улучшить любые телесные функции, начиная от контроля гормонов для улучшения иммунной системы до снижения кровяного давления.
Нейронные протезы могут стать инструментом для взаимодействия с нервной системой, чтобы исправить широкий спектр медицинских проблем. Но прежде чем нейронные имплантаты могут обойти поврежденную мозговую ткань, ученые должны иметь карту мозга, а также «разговорник», чтобы свободно знать «язык» мозга.
При прослушивании электрической активности мозга, ученые могут декодировать, как сигналы хранятся при воспоминании, например. Имплантат помещается непосредственно на гиппокамп мозга, где краткосрочная память преобразуется в долговременную память, и может имитировать вычисления. Нужно сначала собрать воедино биты информации от каждого нейрона, чтобы составить всю картину, которая формирует единую память.
Память очень сложна
Память очень сложна, она нелинейная и очень динамичная, что означает зависимость от многих различных факторов. После того, как имплантаты гиппокампа смогут обрабатывать входные и выходные данные, это будет полезно для больных эпилепсией, которые страдают от приступов амнезия.Другие имплантаты могут декодировать нервные сигналы, которые контролируют движение. Эти крошечные имплантанты позволяют парализованным больным делать повседневные задачи, которые мы принимаем как должное.
Аналогичные принципы для перевода информации могут быть применены для нейронных протезов, которые записывают информацию для восстановления мозга. Проведены клинические испытания сетчатки протезов, которые принимают изображения из маленькой камеры смонтированной очках и превращают эти изображения в электрические импульсы, которые затем доставляются на чип имплантированный на задней части глаза. Это стимулирует сетчатку нерва, как глаза обычно делают, таким образом, потенциально восстанавливается зрение слепым.
Но насколько мы близки к массовой реализации таких чудесных устройств и как легко они доступны для всех? Начнем с того, что ученые и инженеры должны выяснить, как пакет этих устройств будет принят официальной медициной как и метод удаления опухоли мозга.
Другой проблемой является то, что имплантат должен быть нетоксичен и биосовместим, чтобы не спровоцировать реакцию иммунной системы. В настоящее время, вся электроника, имплантированная в организме, даже кардиостимуляторы, должны быть размещены внутри титана или керамического корпуса.
Тело человека очень суровая окружающая среда, очень теплая, соленая и активная.
Электроды, которые должны быть покрыты титаном также должны быть изготовлены из материалов, которые являются гибкими, но крепкими достаточно, чтобы быть в головном мозге. Сейчас разрабатывается углеродное волокно электродов для этой цели. И хотя каждый электрод даже меньше, чем размер человеческого волоса он еще не достаточно мал. Любое увеличение числа электродов увеличивает точность записи сигналов, но устройство не должно быть слишком большим, чтобы быть имплантируемым.
Эти препятствия могут показаться сложными, но исследователям просто нужно выяснить способы уменьшения по текущим технологиям. Это похоже как на мобильные телефоны несколько лет назад.
В конце концов, нейронное протезирование и, таким образом, восстановление мозга может открыть возможности, которые мы вряд ли можем себе представить сейчас.
