Несколько десятилетий назад, инструменты, способные управлять нервной системой человека для восстановления движения, ощущений или других функций организма казались фантастикой. Однако уже сегодня Национальный научный фонд США (National Science Foundation – NSF) выпустил инструкции для тех, кто заинтересован в создании своих собственных мозговых машинных интерфейсов (Brain-machine Interfaces – BMIs).
Автор руководства и научно-технический сотрудник AAAS Валери Томпсон наняла инженеров и разработал систему Argus II, способную заменить часть сетчатки глаза человека. Argus II представляет собой искусственную сетчатку, предназначенную для использования пациентами, которые потеряли свое зрение в связи с пигментным ретинитом.
Пигментный ретинит является генетическим состоянием, которое встречается у одного из 4000 жителей нашей планеты. Ранние симптомы заболевания включают куриную слепоту и постепенную прогрессивную потерю периферического зрения. Система Argus II обходит поврежденные клетки в глазу, которые обычно преобразуют свет в электрические сигналы, интерпретируемые мозгом (фоторецепторы). Система передает изображения с небольшой камеры на имплантат, расположенный в задней части глаза, который действует как фоторецептор.
“Как и любая другая инженерная задача, строительство BMIs предполагает начальные исследования, технико-экономическое тестирование, прототипирование и производство. Но создание BMIs уникально именно тем, что инженеры должны разработать такие устройства, которые смогут беспрепятственно взаимодействовать с другой сложной системой – нервной системой человека”, – пишет Томпсон.
Важное значение имеет мотивация, объяснила она. Один из сотворцов аппарата, Марк Хумаюн, заместитель директора по научной работе института USC Doheny Retina объяснил, что его бабушка в старости потеряла зрение, что вдохновило его на разработки устройств для офтальмологии и биомедицинской инженерии, способных справиться даже с такими сложными заболеваниями.
В случае с Argus II, исследователи должны были сначала выяснить, какие части зрительного пути функционируют нормально, а какие нет, а также убедиться, что в глазу находится достаточное количество нейронов, чтобы стимулировать и передавать нервные импульсы. Далее они должны были выяснить, как имитировать фоторецепторную деятельность с искусственной электрической стимуляцией, и как интегрировать свои внешние компоненты в общую нервную систему человека.
Еще в ходе реализации проекта Argus разработчики провели клинические испытания на первом поколении устройства в 2002 году, после чего экспериментальные и патентные исследования были продолжены в 2006 году с Argus II. В итоге, 14 февраля 2013 года FDA разрешило использование нового устройства, что сделало его первым визуальным протезом, получившим признание на рынке в США.