Американские исследователи еще в 1990-е годы разработали систему под названием «Freehand». Она соединяет части нервного тракта, перерезанного вследствие болезни или травмы. С помощью микроскопа электроды с точностью до миллиметра размещают на мышцах парализованной руки. Сенсоры, расположенные, например, на плече пациента, регистрируют нервные сигналы — те команды, которым не может подчиниться рука. В ответ на это раздражение блок управления системы поочередно включает те или иные электроды, вызывая сокращения мышц. Рука вновь оживает, начинает двигаться, совершает хватательные движения, например, берет стаканы или тарелки. Разумеется, пациенту предстоит долго учиться тому, как целенаправленно передавать нервные импульсы.
Сейчас это — самый распространенный в мире нейропротез. В общей сложности им пользовались более 320 человек. Однако даже для того, чтобы научиться простейшим движениям, требовалась длительная тренировка. Многие пациенты теряли, в конце концов, терпение. Дальнейшие работы над этим протезом были прекращены.
Тем не менее в перспективе создание более сложных протезов, которые помогут больным передвигаться без костылей. Идея та же — детально изучить взаимодействие мышц человека при ходьбе, а потом, имплантировав электроды в мускулатуру ног пациента, возбуждать мышцы в той же последовательности. Ими можно управлять с помощью особой программы — «алгоритма ходьбы». Разумеется, здесь еще более важна координация движений. Если она будет соблюдена, пациент начнет расхаживать по комнате с осторожностью робота. Для человека, лишенного возможности двигаться, это неуклюжее переминание с ноги на ногу станет поистине счастливым поворотом в жизни, «вторым рождением».
Компьютеры возвращают способность не только двигаться, но и чувствовать. Есть две принципиально разные идеи создания протезов для слепых. В одном случае, если у человека вследствие болезни отмирает сетчатка глаза, ее может заменить микросхема, размещенная позади нее. Кремниевые фотодиоды придут на смену фоторецепторам глаза. Они преобразуют свет в электрический ток, возбуждающий зрительный нерв, а затем импульсы пересылаются в головной мозг.
В другом методе используют видеокамеру, помещая ее, например, в оправе очков. Миниатюрный компьютер преобразует изображение в сигналы, которые поступают в микросхему, встроенную в сетчатку глаза. Далее схема та же: зрительный нерв, головной мозг.
В США некоторым слабо видящим пациентам уже имплантирован протез сетчатки. Теперь они могут даже различать буквы, правда, не все. Недостаток данной модели в том, что она работает лишь при ярком освещении, но, как полагают, через пару лет появятся имплантаты сетчатки, которые помогут их обладателям ориентироваться и в полутемных помещениях, и в час сумерек.
По схожему принципу устроены и протезы внутреннего уха. Они преобразуют звуковые волны в электрические импульсы, которые возбуждают слуховой нерв. Этого, впрочем, недостаточно, чтобы распознавать речь. Нужен дополнительный процессор речи, который фильтрует окружающие шумы и выделяет слова, произнесенные на их фоне. Этот процессор носят за ухом, как обычный слуховой аппарат.
Пока многие нейропротезы находятся в стадии разработки. Их нормальная работа зачастую зависит от таких субъективных факторов, как рост и вес пациента. В ближайшие десятилетия появятся куда более изощренные системы, которые, хоть и не принесут окончательного исцеления, намного облегчат жизнь больных.
Итак, какое бы направление современной нейрологии мы ни взяли, идет ли речь о восстановлении некоторых утраченных функций головного мозга или же о чтении мыслей, ученые вновь и вновь убеждаются, насколько сложным органом является наш мозг, венец эволюции. Сравнивая современную компьютерную технику с этим «аппаратным обеспечением», получаемым нами от рождения, мы опять же понимаем, насколько последнее — тот самый мозг — совершеннее и гибче техники, которую мы придаем ему в подспорье. Даже мозг скромной мухи превосходит многие компьютерные системы в умении быстро и точно рассчитать необходимые параметры приземления на крохотном участке пространства. Если соотнести эффективность работы этого миниатюрного счетного устройства, спрятанного в голове мухи, с его массой, то с этим органом тела насекомого и близко не сравнится любой, самый мощный компьютер, которым располагают лучшие военные и научные центры мира.
Что уж говорить о человеческом мозге, этом сложнейшем агрегате, об аналоге которого потомкам остается только мечтать! Эти сто миллиардов нервных клеток — их едва ли не больше, чем звезд в Галактике — эта «вселенская паутина нейронов», притаившаяся под сводом черепа каждого человека, еще долго будет изумлять тех, кто примется изучать, как рождается мысль. И все-таки даже лучший в природе компьютер — «живую машину мозга» — можно переналаживать, обновлять, используя ее потаенные ресурсы. Как ни совершенен человек, но и он в крупнейших научных лабораториях мира — всего лишь «модель для сборки». Чем еще удивят нас вести из этих лабораторий? Даже в самых безнадежных ситуациях жизнь всегда начинается заново.
