«Событие невероятной значимости»: российские учёные создают зрительный нейроимплант

Уникальная операция прошла в сочинском НИИ медицинской приматологии 21 января. Функциональный нейрохирург из Дальневосточного федерального университета Артур Биктимиров вживил матрицу с электродами в головной мозг шестилетнего самца павиана. Животное зрячее: на данном этапе проекта учёные должны проверить работу импланта, убедиться в биосовместимости тканей мозга и системы, а хирургу важно отработать технику проведения подобных операций.

В ближайшее время учёные проведут ряд поведенческих экспериментов. Подопытных зрячих обезьян обучат различать геометрические фигуры, а после установки нейроимплантов приматы попробуют сделать то же самое, но с завязанными глазами, используя электронное зрение. Доклинические испытания планируется завершить до 2024 года.

Устройство, которое, возможно, вернёт потерявшим зрение людям способность видеть, состоит из нескольких частей. Имплант с микрочипом, стимулирующим при помощи слабых токов зрительную кору головного мозга, закрепляется на черепной коробке. В микрочипе есть антенна, которая принимает сигнал с обруча — он надевается на голову, а встроенные камеры захватывают изображение и транслируют сигнал через беспроводной датчик.

Микрокомпьютер обрабатывает изображение с камеры и помогает передавать картинку в нужном формате (количество пикселей, яркость), чтобы не раздражать мозг. Более того, устройство можно настраивать для светлых и тёмных помещений, приблизить или удалить изображение, а голосовой помощник готов подсказать расстояние до объекта.

Клинические испытания на людях предполагается завершить в 2026-м, а первые операции по установке можно будет проводить уже с 2027 года. Как рассказывают авторы проекта, уже сейчас они получают много заявок на участие, отбор добровольцев начнётся через два года. На данном этапе разработчики — некоммерческая лаборатория «Сенсор-Тех» и Фонд поддержки слепоглухих «Со-единение» — указывают три противопоказания к установке нейроимпланта. Это слепота с рождения (у человека должен быть зрительный опыт, чтобы мозг мог интерпретировать передаваемую ему картинку), возраст младше 25 или старше 65 лет и тяжёлые общие заболевания.

«Обезьяну оперировал впервые»

Артур Биктимиров занимается функциональной нейрохирургией более десяти лет. Его специализация — нейроимплантация систем стимуляции, за время практики врач установил около 1 тыс. подобных устройств, из них 450 — в Дальневосточном федеральном университете, где сейчас работает. Он рассказал RT, как прошла операция, а также о значении проекта для медицины.

— Как вы попали в проект ELVIS?

— Я познакомился с ребятами из лаборатории «Сенсор-Тех», которые ведут этот проект, осенью прошлого года. С того момента мы начали активно обсуждать моё участие в качестве хирурга и сам предстоящий эксперимент. Всё, что связано с инновациями, мне очень интересно.

— Вы оперируете людей, а тут надо было провести операцию павиану. Как вы к ней готовились?

— Обезьяну я оперировал впервые. Готовился практически всё своё свободное время. Изучал анатомию, ходил на вскрытие, изучал мозг обезьян, чтобы понимать, как с ним работать на операционном столе.

Анатомически мозг обезьяны отличается от человеческого размером, а в остальном — те же самые элементы. Если смотреть через микроскоп, то визуально, наверное, ткани не отличить.

— Как прошла сама операция?

— Так же, как и обычные подобные процедуры. Анестезиолог дал обезьяне наркоз, затем мы её уложили на операционном столе, зафиксировали голову. Потом обработали операционные поля, сделали кожный разрез, затем трепанацию черепа, вскрытие твёрдой мозговой оболочки, установили имплант и зашили кожу головы.

• © Пресс-служба лаборатории «Сенсор-Тех»

— Были какие-то сложности?

— Некоторое волнение перед началом было, но процесс был подготовлен до малейших нюансов, поэтому сложностей не возникло и всё прошло в штатном режиме. У нас была команда профессионалов: анестезиологи, представители питомника и операционная сестра, которая приехала со мной. Мы уже настолько сработались, что она понимает меня без слов: я просто протягиваю руку, а она даёт мне нужный инструмент.

Надо понимать, что все нейрохирургические операции сложные, любое неправильное движение может привести к необратимым последствиям. Но для опытного хирурга многие даже сложные вещи — рутина, они отработаны и делаются на автомате. Если говорить об этой конкретной, то есть операции и сложнее. Нюанс был в том, что из-за размеров обезьяны ни в коем случае нельзя было допустить повреждения сосудов и, как следствие, кровопотери.

— Есть ли операции на людях, с которыми можно сравнить ту, что вы сделали обезьяне?

— У нас в стране выполняется примерно 1—1,1 тыс. имплантаций систем стимуляции головного мозга или спинного мозга в год. Я делал подобные операции, например, для лечения эпилепсии. Мы ставим электроды, какое-то количество дней с них пишем эпилептическую активность в головном мозге, далее мы выявляем зоны контактов, потом редуцируем рычаги. В этом случае через несколько дней после того, как мы записываем энцефалограмму, мы удаляем из головного мозга электрод, и затем удаляем очаг этой активности.

Существует вариант, когда электроды, подавляющие эпилептическую активность, остаются в головном мозге. Таким же образом можно вылечить болезнь Паркинсона или хронические боли. Электроды подавляют неправильную работу структуры в головном мозге или выключают её, тем самым мы добиваемся снижения клинических проявлений патологии.

— В мире уже проводились подобные операции, которые могут вернуть зрение человеку?

— В настоящий момент нет доступных способов лечения слепоты нейрохирургическим путём. Возможно поставить имплант на сетчатку глаза, но это операция на глаза, а не на мозг.

— Как вы думаете, что изменится в 2024 году, когда начнутся клинические испытания на людях? Вы хотели бы провести первые операции этого этапа?

— Я бы очень хотел провести операцию на людях, если команда мне это доверит. Думаю, что модификации нейроимпланта к тому моменту, безусловно, будут. Как это будет выглядеть на практике — узнаем ближе к 2023 году, но вряд ли хирургическая техника радикально изменится.

Вообще, конечно, создание зрительного нейроимпланта — событие невероятной значимости. Технология протезирования утраченной функции — очень важная и совершенно новая ступень в развитии медицины и инновационных технологий, иначе я бы не согласился участвовать в этом проекте.