Jason Esterhuizen walks near his home in Los Angeles with his wife, Sumarie. Although he is blind, he is now able to follow the sidewalk, thanks to an experimental brain implant that enables him to distinguish light areas from dark.
На момент автокатастрофы Джейсону Эстерхейзену было 23 года, и он учился на летчика. Человек, мечтавший управлять самолетами, в итоге разделил судьбу 39 миллионов людей, официально признанных слепыми.
Эти люди живут в особом мире. Однако многие из них не теряют надежды и мечтают о хотя бы частичном возвращении зрения. Благо, новые технологии могут подарить им такую возможность.
В случае Эстерхейзена речь идет о решении под названием Orion, разработанном компанией Second Sight Medical Products. Оно состоит из миниатюрной камеры, прикрепленной к темным очкам, и вживленного в мозг имплантата.
Данные, собираемые камерой, передаются в имплантат по беспроводной связи вместе с энергией, необходимой для его работы. Устройство имеет 60 электродов, вживленных в зрительную кору головного мозга, а потому подходит не только пациентам с повреждением глаз, но и тем, у кого не функционирует зрительный нерв.
Принцип работы Orion.
Разумеется, речь не идет о полном восстановлении зрения. Камера не столь хороша, как человеческий глаз, а имплантат с десятками электродов не может полноценно воспроизвести обработку зрительной информации в нервной системе человека. Тем не менее, гаджет, будучи способным точечно вызывать фосфены посредством стимуляции зрительной коры, возвращает испытуемому некоторую часть зрительных ощущений, из которых можно извлекать сведения об окружающем мире.
«Я вижу маленькие белые точки на черном фоне, как будто смотрю на звезды ночью, – делится впечатлениями Эстерхейзен, переживший семь лет полной слепоты. – Когда человек начинает движение ко мне, я вижу три маленькие точки. По мере того как он приближается, загораются все новые и новые точки».
Таким образом, к пациенту возвращается способность различать свет и тьму, воспринимать движущиеся предметы и ориентироваться в пространстве.
«Orion — поистине уникальное устройство, которое пациенты могут использовать в быту без необходимости подключать его к громоздкому внешнему оборудованию, – утверждает нейрохирург Надер Пуратян из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, участвующий в исследовании. – Аппарат помогает слепым определять, например, где находится дверной проем, где начинается или заканчивается тротуар или где находится пешеходный переход. В результате качество жизни таких людей значительно повышается».
Новая система способна работать в двух режимах: выделять темные объекты на светлом фоне (например, предметы в солнечный день) или наоборот — огни в темноте, в том числе фары автомобиля. Пользователь переключает эти режимы, нажимая небольшую кнопку на мини-компьютере, закрепляемом на поясе.
«Теперь я могу делать то, чего не мог раньше, – признается Эстерхейзен. – Я могу сортировать белье, ориентироваться в освещенных коридорах, не используя трость, и более безопасно переходить улицу. Это делает мою жизнь намного проще».
«Обычно, когда моя жена злится на меня, она молчит, и мне приходится постоянно спрашивать: «Где ты? Я хочу поговорить». Теперь я могу ее найти. Ей больше не удастся от меня спрятаться», — добавляет он.
На данный момент Orion в порядке эксперимента пересажен шести добровольцам, которые ранее были полностью слепыми. Все они крайне рады тому, что теперь вновь могут задувать свечи на праздничном торте и наслаждаться фейерверками.
Предполагается, что данные, полученные в ходе испытаний, помогут исследователям в дальнейшем усовершенствовании своего детища. Так, в нынешнем виде устройство стимулирует зрительную кору только в левом полушарии, обеспечивая пациенту правую часть поля зрения. Со временем ученые планируют задействовать и правое полушарие. Кроме того, доукомплектовав гаджет второй камерой, исследователи надеются наделить испытуемых восприятием глубины.
«Имея две камеры, пациент мог бы, например, переключаться между объектами, которые находятся вдали, и теми предметами, которые расположены на расстоянии вытянутой руки. Это существенно упростило бы интерпретацию фосфенов.
В настоящее время система «захватывает» и те предметы, что находятся поблизости, и те, которые далеко, из-за чего испытуемые нередко испытывают проблемы с точной ориентацией в пространстве», — объясняют специалисты.
Очевидно также, что и «качество картинки» пока трудно назвать совершенным и не требующим доработки. Чтобы несколько улучшить характеристики передаваемого в мозг изображения, инженеры намерены разработать имплантат со 150 электродами.
Помимо этого, в будущем Orion планируется оснастить технологией распознавания предметов, «которая будет подсказывать пользователям, что именно находится перед ними — чашка кофе или смартфон», а также тепловизором — с его помощью слепой человек сможет не только определять, остыла ли плита и горяча ли чашка с кофе, но и лучше распознавать присутствие людей вокруг.
Впрочем, Эстерхейзен радуется и тому, что есть.
«Если раньше я не видел абсолютно ничего, то теперь я могу видеть маленькие огоньки света, которые что-то означают. Просто удивительно снова иметь какую-то форму функционального зрения», – говорит испытуемый.
Как ни странно, но самый сложный момент в начале пользования Orion — это не вживление имплантата, а его подгонка. На первом этапе исследователи, работая с пациентом, настраивают электроды таким образом, чтобы возбуждаемые ими фосфены были наиболее различимыми. На втором этапе пациент должен в точности указать, за какую точку в поле зрения отвечает тот или иной электрод. Это необходимо для того, чтобы алгоритм впоследствии мог как можно более точно интерпретировать данные с камеры в команды для имплантата. Процесс настройки устройства занимает месяцы, в то время как на операцию по вживлению имплантата и период восстановления уходит примерно три-четыре недели.
Источник: Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе