Прозреют ли невидящие?

Целые десятилетия потрачены учеными на попытки создать прибор, который бы мог заменить людям утраченное зрение. Однако до сих пор это оставалось призрачной мечтой как самих ученых, так и невидящих людей.

Ученые из Нью-йоркской лаборатории Dobelle разработали первую систему искусственного зрения. Это устройство состоит из трех основных частей системы: миниатюрной видеокамеры, процессора сигналов и мозгового имплантата. Камера, вмонтированная в очки, охватывает угол зрения, находящийся непосредственно перед владельцем. Процессор преобразует полученное изображение в серию сигналов (нервных импульсов), которые мозг может понять, и затем передает эту информацию по вживленным имплантатам в мозг. Если мозг сможет понять сигналы, которые ему поступают, тогда человек будет «видеть» изображение.

На протяжении почти 50 лет ученые знали, что электрическая стимуляция зрительной коры мозга вызывает у слепых людей способность воспринимать небольшие световые точки, известные как фосфены. Тесты проводились с целью определения «карты» фосфенов пациента. Цвет и форма фосфенов очень разнообразны, но чаще всего это слабые синеватые, зеленоватые, желтоватые, оранжевые оттенки и простые формы, такие как точки, круги, короткие линии. При возбуждении зрительных центров коры мозга человек перестает видеть и наблюдает лишь пятна света, которые движутся, перемещаясь синхронно с изменением направления взгляда. Люди, слепые от рождения, фосфенов не видят, но человек, ослепший в результате несчастного случая или болезни, при искусственном возбуждении, как правило, может их наблюдать их. Именно это явление дало возможность ученым предполагать, что создание зрительных протезов с искусственным возбуждением фосфенов вполне возможно. Когда при искусственной стимуляции фосфены разбросаны по всему пространству, исследователи называют это «эффектом звездной ночи».

Система искусственного зрения Dobelle должна рассортировать эти точки, как пиксели на экране, и слой за слоем построить картинку для пациента. Первый слой – это индивидуальные фосфены пациента. Следующий слой – составной. Ученые говорят, что, узнав, как по отношению друг к другу проявляются эти фосфены, можно будет преобразовать эти сигналы таким образом, что они обретут смысл для мозга и человек «увидит» то, что находится перед ним.

Офтальмолог Уильям Добелл еще с1968 года начал работать над системой искусственного зрения, чтобы восстанавливать зрение слепым. Он понял, что единственный способ создать такую систему — вживление имплантата в человеческий мозг. В 1978 году было создано устройство, которое незаконно протестировали на человеке. Добелл установил ​​его прототип в голову слепого ирландца из Бруклина по имени Джерри. В течение многих лет прототип находился в затылочной доле мозга Джерри и в основном оставался неиспользованными. За эти годы поле зрения Джерри было только намечено, но его имплантат не предоставлял ему истиной «функциональной мобильности». «Функциональная мобильность» является чем-то вроде жаргонного определения способности пересекать улицу, спуститься в метро, ​​передвигаться по зданию без помощи трости или собаки. За последние 40 лет именно это было целью исследований по разработке системы искусственного зрения. Но Джерри находится где-то на полпути между зрением и тенью. При подключении к видеокамере он видит только оттенки серого при ограниченном поле зрения. Он также видит в очень медленном темпе, что рождает мысли о фильме. Нормальная скорость фильма — 24 кадра в секунду, но Джерри видит только пятую часть этой скорости. Эффект, как говорит Добелл, немного похож на просмотр снимков при перелистывании фотоальбома.

Новая система искусственного зрения пока еще не запатентована, поэтому ученые не раскрывают специфику. Но известно, что внутри головы пациента вживлено около 100 электродов, а вместо одного имплантата, который вживлен в голове Джерри, теперь есть два — по одному с каждой стороны головы. Материалы, из которых изготовлена система, также обновлены, а блок питания и сигнальный процессор теперь стали портативными. Но самая большая разница состоит в том, что с помощью новой системы искусственного зрения, в отличие от той, что  у Джерри, пациент сможет видеть цветной, а не черно-белый мир. По предварительным подсчетам, стоимость системы будет составлять примерно 115 000 долларов.

Доктор Добелл говорит, что пока в экспериментах речь идет только об одном имплантате, но вскоре они должны интегрироваться имплантат и с другой стороны, к тому же, пока не установлена окончательная программа. Поэтому со временем изображение будет становиться все лучше и лучше. Доктор Добелл говорит, что в  следующей версии системы искусственного зрения изображение будет иметь достаточное разрешение для использования ее при движении даже за рулем автомобиля. В самом деле, так как это всего лишь камера, вполне можно представить себе возможность добавления к системе любого количества сверхчеловеческих оптических характеристик: ночного видения, рентгеновское зрения, микроскопического зрения, зума. Забудьте только о камере, нет никаких причин, чтобы помешать в будущем, человеку с системой искусственного зрения входить непосредственно в Интернет-сети.

Если система искусственного зрения, которая разрабатывается в лаборатории Dobelle, пока видится как  эксперимент, который не скоро будет использоваться широко, то протез сетчатки, созданный учеными в лаборатории доктора Марка Хумаюна, уже вживлен в человеческий глаз и дает возможность видеть черно-белое изображение. Такой имплантат вживлен уже нескольким пациентам, таким образом, частично восстановив им зрение.

Существуют и другие разработки систем искусственного зрения, однако до сих пор нет ни одной, которая могла бы полностью вернуть утраченное зрение, а систем, которые могут подарить зрение слепорожденным людям, вообще не существует.

Поэтому вопрос «прозреют ли невидящие?» так и остается открытым. А пока будем следить за успехами ученых и надеяться, что невидящие все же прозреют.

Подготовила +Анастасия Михальченко

[ кстати, если информация на этой странице вам понравилась - нажмите фейсбучный like или гугл +1 чуть ниже - нам нравится такая форма одобрения того, что мы делаем для вас ;)]