Электр қуатының адам ағзасына пайдалы әсері сонау ежелгі дәуірлерде-ақ белгілі болған. Мысалы, Ежелгі Мысырда дәрігерлер артритпен ауыратын науқастарды электр тогын бөлетін жайын балықтарының разрядтарымен емдегенін бірі білсе, бірі білмес. ХVIII ғасырда итальян анатом-физиологі Луиджи Гальвани бұлшықеттердің электр импульсі әсерінен жиырылатынын анықтаған. Осындай ғылыми жаңалықтар бүгінде нейротехнологиялар мен заманауи медициналық құрылғылардың дамуына негіз болып отыр.
Нейроинтерфейстер медицинада белсенді қолданылады. Оның көмегімен мидың жұмысы зерттеліп, неврологиялық ауруларды емдеуге болады, сондай-ақ есту, көру сияқты қабілеттерді қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Мысалы, басқа орнатылған антенна ахроматопсиямен (адам әлемді тек қара-ақ түсте көретін ауру) ауыратын адамға түстерді ажыратуына көмектеседі.
Нейроимпланттар революциясы
Neuralink компаниясының Telepathy чипі сал ауруына шалдыққан науқастардың жағдайын жақсартуға арналған. Электродтар ми сигналдарын тікелей чипке жеткізеді, ал чип бұл сигналдарды сыртқы құрылғыларға береді. Neuralink компаниясының мұндай жетістігі әлемде бұрын-соңды болмаған технологиялық құрылғыларды алып келді. Сарапшылар болашақта бұл жаңалық ми сигналдарын дәлірек интерпретациялаудың жаңа жолдарын ашатынын айтады. Жақында WIMAGINE технологиясы да жасалды. Бұл – еуропалық ғалымдардың ғылыми жетістігі. Ми мен жұлынға орнатылатын екі электронды имплант өзара «сандық көпір» түзеді де, оның көмегімен жарақат алған науқастарда жүйке байланысын қалпына келтіріп, сал болып қалған аяқ-қолдарын басқару әрекетін қайтара алады. Бұл технология адамға сәтті сыналды. Алдымен науқас виртуалды аватарды басқаруды үйренді, содан кейін экзоскелеттегі өз денесін басқарды.
«Бұл – қызықты жаңалық, дегенмен кейбір қиын тұстары да бар. Біріншіден, аяқ қозғалысын жұлын афференттерін электрлік стимуляциялау арқылы шақыру, яғни рефлекторлық қозғалысты тудыру – өзгеше әдіс. Өйткені сау адамдардың жүру кезінде мидағы функция басқа. Екіншіден, мидың қыртысынан қандай сигнал жазылатыны түсініксіз. Қыртыс қолдың қозғалысына жауап береді. Ал қолдар жүріспен бір ырғақта қозғалады. Демек, бұл нейрондық сигнал жүруді басқару үшін қолданылуы мүмкін. Үшіншіден, осыны жүзеге асырудың инвазивті емес тәсілдері де бар. Мысалы, жүруді экзоскелет арқылы емес, дельта бұлшықеттерінің электромиограммасы арқылы іске қосуға болады. Дегенмен бұл жүйе технологиялық тұрғыдан өте әсерлі және сал ауруына шалдыққан науқастарды оңалту үшін өте пайдалы болуы мүмкін», – дейді сарапшы Михаил Лебедев.
Адам қозғалысы мидан берілген сигналдар жүйесі арқылы жүзеге асатындықтан, ми мен жұлынға қойылатын импланттардың жақсы нәтиже беруі ұзақ уақытты қамтуы мүмкін. «Сагол» регенеративтік биотехнологиялар орталығының жұлын имплантаты сәтті түрде жүзеге асты. Тель-Авив университетінің ғалымдары жұлын тінін өсіретін бұл жаңалығы созылмалы сал ауруы бар пациенттерді емдеп, бойдағы ауырсыну болған жағдайда оны 90 пайызға дейін азайтады. Жоба аясында жарақаттан кейін жұлынның функцияларын қалпына келтіруге арналған имплантат әзірленген. Ол арнайы гидрогельде өсірілген нейрондық тіннен тұрады. Бұл имплантаттың иммундық жүйе тарапынан кері қабылданбау (биоүйлесімділік) мәселесін шешуге мүмкіндік береді. Дегенмен сарапшылардың айтуынша, адамға қатысты зерттеулер әлі жүргізілген жоқ.
Сал ауруына шалдыққан науқастарды емдеуге арналған озық технологиялар бүгінде жағымды әсерімен танылып келе жатыр. Солардың ішінде аяқ-қолдың орнын басатын протездер мен басқа да құрылғыларды басқаруға арналған науқастың игілігіне жарайтын тың мүмкіндіктер бар. Ол – Браун университетінің ғалымдары мен Cyberkinetics биотехнологиялық компаниясы негізін қалаған BrainGatе технологиясы. Бұл жүйе миға имплантацияланған электродтар арқылы басқару командасын береді. Осы арқылы денеге жалғанған қосымша құрылғылар оңай әрекетке түседі.
Қайта көріп, қайта естиді
Жақында америкалық Science медициналық технологиялар компаниясы көру қабілетін пигментті ретинит пен сары дақтың құрғақ жасқа байланысты жанарынан айырылған адамдарға көру қабілетін қайтаруға арналған имплант әзірледі. Бұл технология гендік терапияны, көру жүйкесінің жасушаларына инъекция енгізуді және нейроинтерфейсті қолдануды біріктіреді. Атап айтқанда, көздің тор қабығына орналастырылатын дисплей жүйке жасушаларын ынталандырады. Бұл жасушалар терапияның арқасында жарыққа сезімтал болады.
Science Eye – диаметрі небәрі екі миллиметрлік microLED қабықша, ол көздің тор қабығына, қабақпен жабылған аймаққа имплантацияланады. Құрылғы арнайы сымсыз байланыс арқылы сигналдар қабылдайтын сыртқы құрылғыдан (камералары бар көзілдірік) деректерді қабылдайды. Алынған сигналдар адамның миы бейне ретінде танитындай формаға айналдырылады және көру жүйкесі арқылы миға жеткізіледі. Бұл технологияның басты мақсаты – пигментті ретинит (көздің көру қабілетін біртіндеп жоятын жасқа байланысты ауру) дертіне шалдыққан науқастарға көмектесу. Science Corp компаниясының негізін қалаушы Усама Ходактың атасы да осы дертке шалдыққандықтан, ғалым осындай жаңа технологияның пайда болуына ықпал еткен екен. Кәсіпкердің өзі бұл технология болашақта виртуалды шындық гарнитураларында (VR) да қолданылуы мүмкін екенін атап өтті.
Сондай-ақ есту қабілетінен айырылған жандарға да озық технологиялардың көмегі айналып өтпейді. Сондықтан бүгінде оларға көмектесетін арнаулы құрылғылар мен инновациялық шешімдер күн сайын дамып келеді. Саңырау адамдарға дыбысты қайта естуге мүмкіндік беретін есту аппаратын Бельгияның KU Leuven университеті есту импланттарын әзірлеп, сатумен айналысатын аустралиялық Cochlear компаниясы жасап жатыр. Жүйе сыртқы және имплантталған құрылғылардан тұрады. Сыртқы құрылғы дыбысты қабылдап, кодтайды да, оны ішке орнатылған құрылғыға жібереді. Болашақта мұндай жүйе ауруханаға барып тестілеуден өтуді қажет етпейді: сурдолог (есту маманы) имплант жинаған мәліметтерді қашықтан зерттеп, қажет болса, құрылғыны онлайн түрде баптай алады. Зерттеу авторларының айтуынша, болашақта мұндай есту импланттары тіпті мидың тіркелген толқындарына қарай өздігінен бапталатын болады. Егер қоршаған ортада басқа дыбыстар болмаса, ересек шақта кохлеарлық имплант (CI) орнатылған адамдар әдетте әңгімелерді қалыпты түрде түсіне алады. Көпшілігі тіпті телефон арқылы сөйлесе алады. Алайда фондық шу немесе сыртқы дыбыстар болса, олар үшін сөйлесуді түсіну айтарлықтай қиындық тудырады. Ал жас кезінен имплант салынған балалар егер оларға тиісті қолдау көрсетілсе, көбіне жалпы білім беру жүйесінде білім алуға мүмкіндік алады.
Бүгінде нейротехнологиялар мен биомедициналық инженерия саласындағы жаңалықтар ғылыми жетістік ретінде танылып, адамзаттың өмір сүру сапасын жаңа деңгейге көтеретін серпінді қадамға айналды. Импланттар, нейроинтерфейстер, гендік терапия, оптогенетика сияқты технологиялар бұрын жазылмайтын, өмір бойы мүгедектікке алып келетін дерттерге қарсы нақты шешімге айналып отыр.
С.БЕГІМБАЙ