Прикладная биокибернетика — начнёт ли человечество массово пользоваться имплантатами?

Человеку очень нравится считать себя венцом творения и царём природы. То, что «царя» размазывает по земле незначительный скачок давления, он почему-то игнорирует. Несмотря на самопровозглашённое «царское» положение, мы всё ещё ограничены рамками несовершенного тела, которое неспособно летать или стрелять лазерами из глаз.

Ладно, обойдёмся и без старушки-эволюции. Не зря же люди придумали медицину, инженерное дело, кибернетику и много других серьёзных дисциплин. Трансплантология движется вперёд семимильными шагами, так что «вместо сердца – пламенный мотор» уже вот-вот перестанет быть только строчкой из старой песни.

Давайте подумаем, когда уже наши руки начнут сгибать рельсы, а ноги – обгонять автомобиль. Хотя это и кажется чем-то из области научной фантастики, прикладные разработки в некоторых сферах современных биотехнологий опередили самые смелые идеи прошлого.

Глаза

eye

К сожалению, врождённая слепота всё ещё остаётся серьёзной проблемой, и оптические импланты нельзя купить в каждой аптеке вместе с упаковкой витаминов. Впрочем, если цел зрительный нерв, проблему слепоты можно решить. В США в продажу поступила система Argus II, которая помогает вернуть зрение при повреждениях сетчатки. Система позволяет читать газетные заголовки, не ограничиваясь слабыми контурами света и тени. Камера получает изображение, система обрабатывает его и отправляет в миникомпьютер из шестидесяти электродов, вживлённых в сетчатку и стимулирующих её уцелевшие клетки.

Руки

hand

К 2015 году учёные открыли способ подключать протезы напрямую к нервной системе. Отныне искусственные руки – это именно руки, а не бестолковые пластиковые «заглушки». Современные бионические протезы позволяют не только контролировать мелкую моторику рук, но даже возвращают осязание. Тем не менее, стабильность таких манипуляторов оставляет желать лучшего – они регулярно «глючат». Кроме того, для современных бионических протезов, как правило, требуется внешний компьютер, функции которого часто перекладывают на смартфоны. Наконец, до сих пор не решены вопросы ёмкости аккумуляторов, так что периодически «руки» приходится подзаряжать.

Ноги

leg

До последнего времени ключевой проблемой протезов ног было отсутствие эластичности. Даже относительно сложный пластиковый протез безнадёжно отставал от элегантной, как паутина, естественной системы из десятков косточек, хрящиков и мышц. Тем не менее, учёные уже бросили вызов природе, создав бионический протез ноги. Общий уровень их развития не в пример лучше протезов рук. Новое поколение ножных протезов перехватывает сигналы, которые мозг посылает отсутствующей конечности. В такие протезы встраивают специальные микрокомпьютеры, которые наблюдают за движениями владельца, предугадывая его действия. Пользователь протезов, фактически, ходит на них как на «родных» ногах. А в это время Международный олимпийский комитет уже подумывает запретить спортсменам на современных протезах участвовать в соревнованиях.

Скелет

spine

Несущие конструкции человека очень уязвимы перед целым букетом заболеваний, начиная с детского церебрального паралича и заканчивая артритом и сколиозом. Имплантаты для костей пока что не придумали, однако экзоскелеты, позволяющие паралитикам ходить, уже существуют. Прикладная разработка в этой области ReWalk — отличное тому подтверждение. Такой экзоскелет весит около четырёх килограмм, имеет мотор для движения парализованного хозяина, аккумуляторы и пульт, чтобы отдавать «костюму» приказы.

Предполагается, что в ближайшем будущем экзоскелеты станут на оснащение не только вооружённых сил, но и грузчиков. Учёным нужно решить всё ту же проблему – заряд аккумуляторов экзоскелета тратится слишком быстро.

Внутренние органы

heart

Что касается искуственных заменителей поизносившихся внутренностей человека, то здесь научный прогресс демонстрирует наиболее впечатляющие результаты. Помимо имплантации отдельных хрящей и сухожилий, учёные успешно испытали кардиопротез, полностью берущий на себя функции сердца. 3D-печать открывает перед нами перспективы быстрого выращивания «запасных частей» для пострадавшего организма, которые после пересадки не будут отторгаться иммунной системой. Совсем недавно медики Университета Иллинойса, США, смогли решить самую сложную проблему всех современных медицинских имплантатов: замену их батареек. Учёные превратили человеческое сердце в генератор энергии для подзарядки имплантированного электронного устройства.

Мозг

brain

Можно долго рассуждать об эфемерной субстанции, которую принято именовать «душой». Но циничная наука не признаёт существование того, что невозможно так или иначе измерить. Современные исследования в целом склоняются к тому, что вместилищем личности является человеческий разум. Именно над его заменителем учёные корпят сегодня активнее всего. Несмотря на все усилия, результаты пока не слишком впечатляют. Всё, на что хватило человека, — создание компьютерных нейросетей. Слишком совершенных, чтобы устанавливать их на стационарных компьютерах, но слишком примитивных, чтобы осуществлять расчёты, доступные человеческому мозгу. Тем не менее, мозг червя и пчелы людям уже поддался. Подлинное бессмертие откроется перед нами после того, как человечеству станет доступна полноценная запись всех знаний и умений; всего того, из чего и состоит «личность». Осталось немного подождать.