Беседы о бионике - [35]

Вторая задача — подобрать источник энергии, который бы надежно поддерживал "биение" искусственного сердца. Сейчас испытывается следующая схема: искусственное сердце связано с источником питания, находящимся вне организма, — пневмоприводом. Такое устройство было разработано и испытано 6 лет назад в США известным ученым доктором Колфом, создателем первой искусственной почки. Эту же идею реализовали в своих конструкциях и другие американские специалисты — Дебеки, Зайдель и Кантровиц. Важнейшим преимуществом пневмопривода является возможность использования очень тонких шлангов для связи искусственного сердца с наружным источником его питания. Другой вариант конструкции "сердечного привода" предусматривает использование миниатюрных электрических двигателей. Эти двигатели должны посредством системы механических преобразователей вызывать сокращение желудочков искусственного сердца. Однако осуществление такой конструкции сопряжено с известными трудностями.

Во-первых, очень немногие современные миниатюрные электромоторы способны длительное время работать без ремонта, во-вторых, не ясно, как отводить из организма человека тепло, которое неизбежно будет выделяться при работе такой системы. Ну и, конечно, поскольку питание поступает по электрическому кабелю, вся конструкция не обещает быть удобной в пользовании.

Разумеется, гораздо лучше было бы питать искусственное сердце от каких-то источников, которые можно было бы поместить внутрь организма, например от миниатюрных электрических батарей. "Теоретически, — пишет профессор Ф. Баллюзек, — такая возможность не исключена. Ведь в области создания миниатюрных, но достаточно емких аккумуляторов достигнуты большие успехи. Кроме того, для подзарядки таких аккумуляторов можно использовать различные источники. Наконец, можно думать и о создании специальной "внутренней электростанции". Сейчас уже сделаны попытки превратить в "электростанцию" какую-то одну мышцу, которая будет возбуждаться с помощью специального запрограммированного устройства. В этом плане любопытные результаты получены американским ученым доктором Кюсероу. Он доказал, что подобный мышечный привод может работать несколько суток. Для питания специальных термобатарей (они тоже могут служить источниками питания) предложено также использовать разницу температур между окружающей средой и поверхностью человеческого тела.

Эти очень интересные исследования ведутся во многих учреждениях.

Изыскиваются и другие устройства, способные обеспечить ритмические сокращения искусственного сердца, которые находились бы внутри грудной клетки или хотя бы в пределах тела человека. Так, во многих лабораториях мира ныне ведутся довольно успешные работы по созданию из полимерных материалов искусственной мышечной ткани, обладающей способностью сокращаться. Конечно, такая ткань была бы идеальным материалом для изготовления искусственных сердец, однако, по-видимому, это дело далекого будущего; во всяком случае рассчитывать на то, что в ближайшее время можно будет делать "сердца" из полимерных мышц, не приходится.

Наконец, третья чрезвычайно важная задача, которую предстоит решить ученым, — найти способ управления искусственным сердцем. Иными словами, речь идет о приведении режима работы искусственного сердца в соответствие с потребностями всего организма человека.

Если сердце целиком искусственное, наладить нужный ритм его работы — дело довольно сложное. "В этом случае, очевидно, — пишет профессор Ф. Баллюзек, — не обойтись без портативных датчиков, распололсеиных внутри организма".

Но, как показывает медицинская практика, большинство патологических процессов поражает сердце неравномерно: чаще страдает левый желудочек, реже правый, и лишь иногда речь идет о несостоятельности всей сердечной мышцы. Следовательно, далеко не всегда возникает нужда в замене протезом всего сердца, во многих случаях можно ограничиться лишь одним дополнительным желудочком, способным взять на себя часть приходящейся на пораженный желудочек нагрузки. При протезировании только одной половины сердца значительно облегчается задача наладки режима его работы. В этом случае в качестве управляющего устройства можно использовать оставшуюся здоровую часть сердца. Собственные биотоки сердца позволяют достигнуть полной синхронизации работы обеих его частей — естественной и искусственной. Для этого лишь нужно оснастить обычный электрокардиограф, включенный, так сказать, наоборот, специальным узлом — синхронизатором, который позволял бы в нужный момент включать электрическое реле и вызывать сокращение (систолу) искусственного желудочка. Такая задача сейчас вполне разрешима. Советские инженеры создали для этой цели хороший прибор — кардиомонитор.

На пути создания искусственного сердца ученым предстоит преодолеть еще очень много трудностей. Однако никто из специалистов, занятых решением этой проблемы, не сомневается в том, что с дальнейшим развитием радиоэлектроники, бионики, химии и кибернетики искусственное сердце станет достоянием практической медицины.

Наблюдая за реакциями человека, используя точнейшую электронную аппаратуру и методы современной электрофизиологии, ученым удалось показать, что из десятков тысяч сигналов, генерируемых центральной нервной системой, можно выделить те, которые несут полезную информацию о специфических движениях. При сравнении у разных людей осциллограмм сигналов управления — биотоков, сформировавшихся в центральной нервной системе, было установлено, что они схожи между собой, если выполняемые действия одинаковы. Вполне естественно, что это навело ученых на мысль о биоэлектростимуляции, о возможности перенесения биотоков с одной, здоровой части организма на другую, больную, у которой, например, нарушена связь с центральной нервной системой. Ведь научиться управлять движениями парализованных рук и ног — давнишняя, заветная мечта врачей!