Фантастика станет реальностью: российские ученые приближают эру киберпротезов

Долгожданный для Юлии день настал, она получила новую руку.

Юлия Чеснова: «Здесь гильза другая. Также новинка — это фиксация пальцев. До этого сжатие было через сгиб локтя, сейчас каждый палец можно по отдельности зафиксировать».

Для девушки это уже не первый протез, технология развивается, появляется все больше возможностей. Но каким бы он ни был удобным и функциональным, все же есть ограничения, которые не обойти. Например, когда закрыт указательный или средний, большой палец закрыть нельзя. Да и по-настоящему почувствовать механическую руку, как будто она является продолжением тела, пока не получится. Для этого нужна принципиально новая разработка.

Как же заставить протез чувствовать, как импульсы в нервной системе человека объединить с сигналами, то есть с разрядами тока, внутри проводов киберрук, по сути, инородного тела для нашей биологической системы? И у медиков, и у программистов уже есть ответ на этот вопрос.

Для начала на протезе нужно установить датчики, чтобы определить размеры, жесткость и температуру предмета. Информация с этих датчиков поступает на небольшой герметичный микропроцессор размером со спичечный коробок, который вживляют в тело человека. Этот имплант посылает обработанный сигнал нервам через специальный электрод, который тоже вживляют на операции.

Здесь самое главное — грамотная настройка всей системы, то есть обучение, ведь чувствительность у каждого разная. Нужно, чтобы мозг конкретного человека по амплитуде колебаний тока в датчиках отличал крепкое от хрупкого, чтобы, например, вместо стеклянного стакана с холодной водой рука не отправляла информацию о том, что держит мягкий бумажный стаканчик с горячим чаем. Это уже не просто теория, а проект, у которого есть четкий план и сроки.

Артур Биктимиров, врач-нейрохирург, руководитель Центра кибернетической медицины и нейропротезирования Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России: «Сейчас мы на стадии тестирования гипотез, мы их уже частично подтвердили и на стадии реализации в виде прототипов определенных».

Задача перевести киберпротезирование из области фантастики в реальность легла на плечи специалистов федерального Центра мозга и нейротехнологий. Им удалось добиться прогресса, например, избавить пациентов без руки от фантомной боли. Электроды, которые подключили к нерву на операции, заблокировали поступавший в мозг сигнал о дискомфорте. Теперь нужно, наоборот, научить человека чувствовать не фантомную, а механическую руку.

Артур Биктимиров: «Само хирургическое вмешательство занимает около часа. Задача — выделить нерв, положить рядом электрод, дальше снимать с него сигнал и передавать на стимулятор или в обратном порядке».

С точки зрения технического оснащения тоже почти все готово.

Алексей Ахметшин, заместитель генерального директора ООО «Моторика НЕМО»: «Мы здесь являемся одними из пяти мировых игроков, которые движутся в этом направлении. Нейроимплант представляют собой небольшой, 4 на 4, титановый корпус, в нем есть микроэлектроника, в том числе батареи, он подключается к электроду».

Современные врачи используют все последние достижения микроэлектроники. Сами импланты становятся все меньше, а их батареи живут дольше.

Мария Бондарева, врач-невролог: «В последний год мы стали одной из немногих клиник, которые имплантируют устройства с функцией дистанционного программирования. У меня есть пульт врача, у него есть пульт пациента, мы синхронно имеем возможность запрограммировать устройство, просто используя Bluetooth».

Такие же устройства могут программировать чипы для киберрук. Этим тоже занимаются в сколковской «Моторике», чтобы такие клиенты, как Юлия, смогли не только по-настоящему почувствовать свой будущий протез, но и настроить его под себя, под свои ощущения.

Юлия Чеснова: «Я не чувствую протез, я иногда им цепляюсь, иногда могу даже кого-то задеть, потому что нет ощущения габаритов. Будет намного удобнее, чем не чувствовать, когда ты что-то делаешь. Даже в темноте нащупать предмет, если ты его не видишь, это будет очень круто».

Ждать осталось до 2030 года. Тогда должен быть готов предсерийный образец. В рамках клинических испытаний добровольцы смогут пожать киберруку еще раньше.