Киборги среди нас. Синтетическая кожа для киборгов Роботы с элементами живых существ

Еще совеем недавно слово «киборг» (кибернетический организм) было известно лишь ученым и любителям фантастики. Сам термин появился в 1980 года с легкой руки занимавшихся проблемой выживания человека вне Земли инженера Манфреда Клайнса и психиатра Натана Клина.

Новое слово пришло в литературу и зазвучало с экранов. Своей широкое известностью «киборг» обязан фильму «Робот-полицейский». Человек-машина Алекс Мэрфи поставил перед человечеством вопрос: существует пи реальная возможность превращения людей в кибернетические организмы?

Потеря какой-либо части тела всегда тяжело воспринимается человеком. И не только из-за утраты определенных функциональных возможностей, но и из-за тягот публичной инвалидности. Еще в Древнем мире люди создавали приспособления, имитирующие отсутствующие органы: искусственные зубы и даже челюсти, стеклянные глаза и ножные протезы. Но искусственную руку долгое время сконструировать не удавалось. И только в 1509 году был изготовлен первый протез, владельцем которого стал немецкий рыцарь Гетц фон Берлихинген, прозванный Железной рукой.

Истинным отцом протезирования считается Амбруаз Паре. Не имеющий медицинского образования подмастерье брадобрея в 1536 году отправился на войну, где совершил революцию в полевой хирургии. Например, заливание огнестрельной раны кипящей ольховой смолой он заменил обработкой снадобьем из яичного желтка, розового масла и скипидара. А при ампутации конечностей вместо прижигания культи стал накладывать жгуты. Главное же сконструировал несколько вариантов протеза руки. И если первые модели выполняли лишь важнейшую для конкретного человека функцию (например, в протезе для писца был специальный держатель пера), то к концу жизни Паре создал искусственную руку, каждый палец которой приводился в действие системой микроскопических рычажков и шестеренок. Этот протез и положил начало дальнейшему развитию протезирования, не просто имитирующего наличие утраченного органа, но и функционально соответствующего ему.

Так началась эра объединения человека и техники в одном теле.

Протезы сегодняшнего дня язык не поворачивается называть протезами. Вставная челюсть в своем современном виде стала предметом зависти даже для обладателей полного комплекта натуральных зубов. Ради «голливудской улыбки» люди безжалостно заменяют их имплантатами.

Если раньше протезы конечностей реагировали только на движение уцелевшей части руки или ноги, то электроника современных аналогов напрямую совмещена с нервными окончаниями - то есть протезы приводятся в движение сигналами головного мозга. Как живые работают и силиконовые мышцы, только их питает не кровь, а встроенный пневмоаккумулятор.

Функцию органа зрения в полной мере выполняет искусственная кремниевая сетчатка (ИКС), состоящая из 3,5 тысячи микроскопических клеток, преобразующих падающий на них свет в поступающие в мозг электрические импульсы.

Множество микроскопических электродов заменяют поврежденные чувствительные волокна внутри органа слуха и передают акустические сигналы в мозг человека не хуже, а то и лучше своего природного аналога.

И это далеко не весь список человеческих «запчастей»: от искусственных волос и ногтей до искусственного сердца и легких… При этом человека, оснащенного подобным арсеналом, почти невозможно отличить от «натурала». И это уже дает основание говорить о совместной эволюции человека и техники в кибернетический организм. То есть современное протезирование по сути уже является началом «киборгизации» (этот термин используется для описания процесса превращения человека в киборга).

Те, кто представляет собой систему «человек-машина», то есть киборги, уже среди нас - и с каждым годом их будет больше. Развивающиеся технологии позволяют не только восстановить утраченные, но и обрести новые, ранее неведомые человеку способности. Похоже, к середине XXI века люди так же свободно, как сейчас покупают бытовую технику или автомобили, смогут приобретать не просто запасные органы но и «экзотику»; глаза, видящие радиоволны; уши, воспринимающие ультразвук; вспомогательные «приставки» для мозга; конечности, позволяющие превысить любые атлетические рекорды, и тому подобное, А главное, время от времени «запчасти” можно будет менять, что по сути означает вечную жизнь.

Но не стоит бурно радоваться грядущему „бессмертию“. Как сказал Михаил Жванецкий: „У нас все есть, но не всем хватает“… Специалисты из Института кибернетики города Рэдинг (США) подсчитали, во сколько обойдется вживление человеку искусственных имплантов взамен или в помощь износившимся органам. Если в середине восьмидесятых годов суммарная цена основных „запчастей для тела“ составляла 6 000 000 долларов, то в наши дни благодаря подешевевшим технологиям она снизилась в 40 раз и колеблется в пределах $160 000. А именно: электронное ухо - $15 000, глазной протез из стекла - $300, локтевой сустав - $2000, протез кости бедра с суставом - $15 000, искусственное сердце - $50 000, искусственное легкое - $35 000, керамическая челюсть - $20 000 и так далее.

Сегодняшняя „дешевизна“ расширила круг возможных пользователей благами технологически нового протезирования. Но круг все равно останется кругом, за пределами которого названные суммы - нечто из области фантастики.

Невозможно не заметить, что в представленном прейскуранте отмечены далеко не все произведения кибернетических технологий. Где здесь, например, ИКС? Вместо нее мы видим всего лишь стеклянный глаз. При этом список уже зашкаливает за 140 000 долларов, то есть на все остальное в „протезной потребительской корзине“ остается менее 20 000. И в эту сумму новейшие протезы отсутствующих конечностей, почек, желудка, кишечника и т. д. явно не укладываются. Впрочем, кто сказал, что 160 000 долларов - это предел? Для желающих приобрести сверх возможности и вечную физическую молодость ограничений нет. Разумеется, при наличии достаточного количества денег…

А это означает, что рано или поздно на планете появится новая каста киборгов, которые и физически, и материально превзойдут остальное население планеты. Кому же, как не им, править миром?!

Уже сегодня синтетические протезы и импланты помогают продлить жизнь каждого десятого жителя высокоразвитых стран. Кардиостимуляторы, дефибрилляторы, сердечные клапаны, коленные суставы - это уже реалии нашего времени.

Крупнейший аналитик современности, профессор отдела прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета Стив Хокинг уже более 30 лет прикован к специальной коляске, а после удаления гортани общается с миром с помощью компьютера, синтезирующего человеческую речь. Неизлечимая болезнь, при которой постепенно гибнут двигательные нейроны, не добралась лишь до сохранившего некоторую подвижность указательного пальца правой руки знаменитого физика - с его помощью он управляет компьютером.

На международной конференции по робототехнике в Торонто Стив Хокинг, вникший в вопрос киборгизации глубже и трагичнее других аналитиков, заявил, что эксперименты по вживлению микрочипов в человеческое тело и замена естественных органов на искусственные через 20-30 лет завершатся полной победой человека-киборга над гомо сапиенс…

Но корень проблемы кроется не а новинках, которые предлагает технический прогресс, а в том, что нравственное совершенствование людей отстает от темпов развития техники. Ведь сама по себе замена больных или поврежденных органов на их технические аналоги - это реальная победа человечества. Но при отсутствии четких нравственных критериев и установок непременно найдутся люди, которые захотят заменить свои еще здоровые органы на более совершенные. Единожды начавшись, процесс будет развиваться лавинообразно, пока не поделит человечество на два лагеря - богатых киборгов (тех, у кого хватило денег на улучшение своего тела) и бедняков-натуралов. И это изменит наш мир не в лучшую сторону, поскольку будет более болезненным, чем просто разделение на богатых и бедных. Отец протезирования Амбруаз Паре любил говорить: „Лечит Бог - я только перевязываю раны“. Но в действительности он первым шагнул на дорогу, по которой сегодня движется наука, вступившая в соревнование с Творцом.

Россия 2045 - амбициозный проект группы российский исследователей стремящихся к эре Нео человечества. Человечество давно привлекала перспектива бесконечного существования, или цифрового бессмертия, и совсем недавно команда инициативных учёных смогла поставить задачи, реализуя которые, мы сможем уже к 2045 году получить бессмертие . Согласно исследованиям психологов лишь 2% людей к концу жизни могут сказать, что они прожили интересную и насыщенную жизнь, при этом успев сделать всё задуманное. С технологическим развитием человечества, постоянно растёт и продолжительность жизни, которая напрямую зависит от качества медицины и высоких технологий в различных областях науки . Главными причинами смертности являются болезни, с которыми до сих пор не удаётся справиться человечеству, но даже если все недуги будут побеждены, это увеличит продолжительность жизни лишь на 7 лет, тем временем человеческое тело запрограммированно жить в среднем около 120 лет. Все самые передовые биотехнологии обладают рядом недостатков, которые невозможно преодолеть:

• Генная терапия бессильна против диабета и сердечно-сосудистых заболеваний;
• Противовирусные вакцины, только совершенствуют вирусы, делая их более опасными;
• Операции по замене органов опасны для жизни;
• Воспроизведение человеческого мозга из стволовых клеток и перенос разума невозможен.

Радикальный путь продления человеческой жизни - Кибернетические технологии .

Повсеместное внедрение ведётся уже давно, например искусственную руку i-LIMB Pulse , способную выполнять самые мелкие и точные движения, с 2007 года получило 1200 человек, механическое искусственное сердце Total Artificial Heart с 2004 года было имплантировано 850 пациентам.

В конце 2010 года российский медийный холдинг New Media Stars взял интервью у полутора десятков ведущих российских ученых. Основная тема - способы радикального продления жизни человека. Специалистам был задан вопрос, может ли эта цель быть достигнута с помощью:

• искусственных органов;
• искусственного тела человека;
• моделирования работы мозга и психических процессов;
• переноса личности человека на искусственный носитель.

Так же учёным были предложены вопросы для обсуждения:

• Каковы наиболее вероятные сценарии развития цивилизации?
• Как технологический прогресс повлияет на культуру, политику, экономику, этику ?
• Нуждается ли технология в уравновешивающем ее развитии этики?

В итоге общения учёные пришли к выводу, что кардинальное продление жизни человека путём кибернетических технологий возможно. Для внедрения такого проекта потребуется немалое время для развития этики, культуры, мышления общества способного принять идею бесконечного существования.

В феврале 2011 президент New Media Stars Дмитрий Ицков при участии ведущих российских ученых основал акционерное общество "Корпорация Бессмертие" .

Цель Движения Россия 2045 и Корпорации:

• разработка кибернетических технологий кардинального продления жизни и расширения

технологических возможностей человека;

• формирование соответствующих им культуры и общественных ценностей.

Основные направления работы.

Проект «Аватар А»

Создание робота -копии человека, управляемого через интерфейс "мозг-компьютер". (Ярким примером данной технологии служит фильм «Суррогаты»)

Проект «Тело В»

Создание системы жизнеобеспечения мозга с целью продления жизни человека на 100-200 лет. В конце жизни мозг переносится в роботизированное тело с системой поддержки жизнеобеспечения.

Проект «Тело С»

Создание компьютерной модели мозга и психики человека методом обратного инжиниринга, разработка способа переноса личности и разума на искусственный носитель.

Сложно сказать, что в действительности нас ожидает в недалёком будущем, и как отнесётся человечество к столь спорным вопросам возможного бессмертия, но с уверенностью можно полагать, что эти идеи дадут огромный толчок развитию технологий, способных максимально увеличить продолжительность жизни человека.

 9.10.2011 08:08

Возможна ли пересадка мозга? Как будут выглядеть люди будущего? Произойдет ли киборгизация человека? Каким оно будет, наше будущее? Об этом и многом другом в интервью главному редактору «Правды.Ру» Инне Новиковой рассказывает футуролог, трансгуманист, один из инициаторов создания первой за пределами США крианической фирмы «Наше будущее в заморозке» Данила Медведев.
- Скажите, футурология - это наука о наших почках и селезенке, которые можно заменить, или наука о возможности предсказать и проанализировать некие события?

Это тоже делается. Есть много проектов в области математического моделирования, у нас недавно была конференция, там была секция по матмоделированию. Специалисты могут определять, когда примерно будет волна кризиса. Одна из наших главных задач на XXI век сделать так, чтобы выжил хотя бы кто-то.
- А была такая информация, что богатые люди строят себе саркофаги, чтобы укрыться? Вы слышали про это?

Я слышал. Есть много проектов, начиная от строительства бункеров, заканчивая строительством более крупных объектов. И в России, и в Америке делались очень крупные подземные города.

Чем отличается футурология от религиозных пророчеств?
- Футурология основана на рациональном, а религиозные пророчества - на иррациональной вере. Я считаю, большая проблема, что люди до сих пор верят в ерунду и всякую ахинею, это касается астрологии, Ванги, Глобы…

Ванга сказала, что весь мир будет оплакивать «Курск»…

Нет ни одного предсказания, чтобы кто-то сказал, это кто-то записал, четко сформулировал, а потом это подтвердилось. Пророчества всегда возникают после события.

А также: Нанотехнологии сделают человека киборгом

Если мы будем жить вечно, то для наших потомков мы создадим целую планету. Я хотела прочитать стих Роберта Рождественского, если бы люди жили вечно, это было бы бесчеловечно…

Конечно, человек очень многому должен учиться в современном мире и реально человек живет 10 - 20 лет, гораздо больше мы могли бы сделать, если бы человек жил 150 лет. Даже если он станет бессмертным, он все равно будет человеком, другое дело, что он начнет себя менять.

Один из примеров - это киборг. Он более совершенен, чем просто человек. Он может выживать в тех условиях, в которых человек не может выживать, контролировать те условия, быть более сильным, более выносливым, нормально себя чувствовать, независимо от того, что с ним происходит. Живет гораздо дольше, его можно починить, а человек более слабое существо.

Если человек рождается человеком, лучше его улучшить, чем ухудшить. Существует такое мнение в философии, что все, как есть, так идеально, и надо все так оставить. А трансгуманисты с этим не согласны, если люди умирают в 80 лет и хорошо, лучше, чтобы они умирали, в 100, 180, в 1000, а лучше вообще не умирали.

Вы знаете, проблема в том, что они умирают в 80 лет совершенно дряхлыми, уставшими, больными, и не желающими жить.

Конечно, потому что старение проявляется не одномоментно, а так, что человек страдает, страдает, и ему кажется, что если он умрет, то будет лучше. Но на самом деле, ему будет лучше, если его омолодить, дать ему еще сотни лет.

Вот скажите, все живут вечно, все молодые и красивые, у всех искусственное сердце, почки, при этом им детей можно рожать?

Это вопрос, который должно решить общество, либо можно, либо нет. Я думаю можно, потому что с точки зрения развитой цивилизации, а наша цивилизация сейчас пока не развита, но через 50 лет она будет очень развита. С этой точки зрения, каждый человек создает огромную ценность, так что, чем больше детей, тем лучше.
- Вы знаете, что у нас сейчас проблемы с энергоресурсами?

Нет никаких проблем. Я вам открою секрет, эти проблемы в этом году были окончательно решены. Всем это было очевидно, конечно, более распространена идея паники, что нефть закончилась.

Да какая нефть, еда закончилась.

Зимой стоимость установочной мощности солнечных батарей впервые снизилась ниже одного доллара за ватт. Если брать США, то там треть территории попало в ту зону, дешевле самому поставить солнечную батарею, чем подключаться к электросети. То же самое везде.

А вода куда-то девается с нашей планеты? Круговорот воды в природе, у воды вообще есть свойство бесконечно вращаться, молекула Н2О, молекула водорода, и 2 молекулы, вы можете сколько угодно ее перерабатывать, неважно, что вы с ней сделаете, если вы потратите какое-то количество энергии, то вы ее очистите.

Уже сейчас есть устройство, бутылка по сути, в которую можете налить любую воду из любой лужи, единственное, что она не отфильтровывает, это радиоактивность, а все остальное, бактерии, вирусы, химические загрязнения, она отфильтровывает. С одного конца вы наливаете, с другого конца вы можете пить. Технология, чтобы воду опреснять давно существует, вопрос только в доступе к электроэнергии. Вопрос сейчас только в том, где в мире проблема, что воды нет в принципе, вот там люди живут очень бедно.

Если говорить о планете в целом, то воды у нас хоть залейся. Океаны. Там вода опресняется очень легко, уже в Саудовской Аравии, арабских странах давным-давно это используют. Если говорить по поводу еды, существуют уже сейчас технологии, которые позволяют произвести в нужном количестве, если есть спрос.

Ну, скажем, молоко, китайцы захотели пить много молока, и в России цены выросли в два раза, но это не означает, что они будут бесконечно расти, вы не можете мгновенно увеличить производство молока, но за 5 лет можете. Будет больше коров, будет больше молока.

Ну коров нужно где-то пасти, чем-то кормить, где-то содержать…

Коровы - это вчерашний день.

Как вчерашний день?

Конечно. Молоко по сути - это что? Там некоторый набор белков и других молекул, эти молекулы совершенно спокойно может производить бактерии. Иногда все, что нужно, это построить в океане такие большие плавучие фермы, которые будут заполнены бактериями, которые будут солнечную энергию превращать в нужные молекулы.

И что получится?

Вы получите такую вот бутылку, вы знаете спортивное питание сейчас продают, все что необходимо для вашего хорошего функционирования, все там есть. Порошочек или жидкость, так вот то же самое можно получать из бактерий геномодефицированных.

И что я буду есть из этой банки?

Если вы захотите, вы будете есть из этой банки, вы просто знаете, что одну вам баночку нужно на завтрак, одну на обед, одну на ужин, и будете чувствовать себя идеально, там все вещества, которые вам нужны, другой вариант, что вы заплатите больше денег, чтобы из этих белков вам вырастили искусственное мясо, которое потом можно превратить в бифштекс, либо какие-то овощи, а в перспективе вообще этой проблемы не будет.

Человеку можно поставить внутрь капельницу с питательными веществами, или вообще батарейку.
В 2015 году будет открыт проект по моделированию человеческого мозга на компьютере. Будет 2 миллиона выделено на это, и через лет 5-10 возможно создание человеческого мозга, работающего на компьютере. Через лет 15 - 20 можно создать любую копию человеческого мозга, и на компьютере она будет работать, как у вас сейчас.

Что значит копия мозга на компьютере?

Это значит, что у вас в мозгу 100 млрд нейронов, все работают постоянно. Как только человек стал разумным, эволюция мозга замедлилась пошла социальная эволюция. Вот вы сейчас существуете, вы не можете знать, что у вас в голове, мозг или компьютер.

Если люди, которые сейчас живут, получат продление жизни, то к 2099 году у них будет возможность перенести свое сознание в компьютер и избавиться от биологического тела, которое им мешает.

У вас будет смоделировано не только ваше тело, но и мозг. Ну и сейчас компьютерные игры настолько реалистичны, что люди проводят там столько времени. Виртуальная реальность, она упрощенная в чем-то. А теперь представьте, что вы получаете в этой виртуальной реальности те интересные вещи, которые вы для себя хотите.

То есть вы считаете, что люди, которые получат бессмертие, будут сидеть за компьютером и себя совершенствовать? Кто будет оценивать, человек правильно тратит свою бессмертную жизнь или неправильно?

Такого института пока нет. По сути, нужна полиция мысли, которая будет говорить, мы хотим человека поймать, привести его в состояние по умолчанию.

Полиция у нас редко советует, даже сейчас. Вы смотрели фильм «Москва- Кассиопея»? Помните, там роботы захватили планету, и вот они поймали этих подростков, и говорят, мы сделаем вас счастливыми. Я не представляю какими технократическими методами можно сделать человека счастливым.

Технократика - это все-таки идея из прошлого, когда общество можно было описать, как некую систему, сегодня мы понимаем, что общество, все что угодно, только не простая система.

Каждый год появляется новая субкультура. Уже появилась субкультура - гриндеры — люди, которые постоянно ставят себе импланты, радиофиксационные чипы. Никакая единая точка зрения не может сказать, что все должны существовать вот так. Пионер всем ребятам пример. Ясно, что это невозможно. Потому что помимо пионеров есть совершенно разные люди.

Я думаю, что принцип свободы человека на собственную жизнь должен быть самым главным. Точно так же и в будущем должна быть какая то страховка, человек захочет попробовать что-то, например, убрать все эмоции, разум и превратиться в плесень. Если человек сразу считает, что жизнь с эмоциями не имеет никакого смысла, кто ему запретит?

Интервью к публикации подготовили:

Ксения Образцова

Ещё один путь продления жизни — перенесение личности человека на другой носитель.

На мой взгляд — основная проблема при перенесения личности — это проблема ИДЕНТИЧНОСТИ ЛИЧНОСТИ. Дело в том, что мы до сих пор не знаем что такое личность и однозначно ли определяет её только набор нейронных связей, памяти и стереотипов поведения. Лично мне больше импонирует понятие душа.

Решением здесь может являться постепенная, по мере необходимости, замена элементов тела на дублирующие и расширяющие функции устройства с параллельной фиксации динамических параметров работы мозга и переносом их в нейрокомпьютер, для последующей замены при отмирании клеток мозга, способом постепенного перемещения. То есть Создание киборгов. В большинстве фильмов показано что это для является трагедией для личности человека. Однако я так совсем не думаю. Увеличить свои возможности — это того стоит, никто ведь не выступает против зубных протезов.

Так Японцы в этом году планируют вживить аппарат для наблюдения инфракрасного и ультрафиолетового излучения. А в Англии вживлена микросхема для управления компьютером.

В настоящее время уже синтезированы вещества, позволяющие ткани нерва обрастать контакт микросхемы.

Немецким ученым удалось соединить ряд живых нервных клеток с элементами кремниевого чипа. Таким образом, они создали первую в мире сложную схему, сочетающую живые и неживые компоненты.

Двое исследователей Института биохимии Макса Планка посредством микроперегородок из полимида сумели зафиксировать около 20 нейронов улитки на кремниевом чипе. Между собой нейроны парами соединили через синапсы. Пары были соединены с полевыми транзисторами чипа, образуя схемы кремний-нейрон-нейрон-кремний. Входной электрический импульс стимулирует первый нейрон, далее через синапс сигнал проходит во второй, постсинаптическое возбуждение которого модулирует ток транзистора, образуя выходной сигнал компонента из двух транзисторов и двух нейронов.

Улитка Lymnaea stagnalis издавна была главным подопытным существом нейрофизиологов из-за больших размеров своих нервных клеток, доступных для манипуляций обычными инструментами.

Данный эксперимент имеет большое значение для определения принципиальной возможности функционирования подобных систем. Нейроэлектроника долго подбиралась к этому достижению. В будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят осуществить прорыв в медицине, заменяя поврежденные естественные биомеханизмы человека на искусственные имплантанты, управляемые нервной системой. Многим людям можно будет вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции: зрение, слух, подвижность. Эти функции даже можно будет заметно усилить по сравнению с обычными. Возможно, кому-то не помешают дополнительные умственные способности или, скажем, память (вспомним фильм «Джони-мнемоник»).

С другой стороны, гибридные элементы сделают реальностью киборгов — роботов, приближающихся по своим способностям к человеку. Пока сделан небольшой, но принципиальный шаг навстречу технологиям будущего.

Сейчас немецкие ученые уже работают над созданием схемы из 15 тысяч транзисторно-нейронных элементов. Для создания больших схем необходимо научиться более точно сопрягать синапсы нейрона с транзисторами», — отметил биофизик Петер Фромгерц, который разработал данную технологию совместно со своим коллегой Гюнтером Зеком.

А Российским ученым удалось создать первую в мире интеллектуальную машину, способную выполнять функции человеческого мозга. В основе искусственного интеллекта, названного брейнпьютером, лежит модель клетки головного мозга человека. Идея создания искусственного «мозга» принадлежит российскому ученому — академику международной академии информатизации Виталию Вальцелю.

Ещё в 1956 году советскими учеными в Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения Министерства социального обеспечения РСФСР был создан макетный образец «биоэлектрической руки» — протеза, управляемого с помощью биотоков мышц культи. Это «чудо ХХ века», впервые демонстрировалось в советском павильоне на Всемирной выставке в Брюсселе.

Обладатель исскуственной руки пользуется ей очень просто, без каких-либо неестественных усилий: мозг отдает мышцам приказание сократиться, после чего легкое сокращение одной мышц культи заставляет кисть сжаться, сокращение другой — раскрывает ее. Протез надежно работает при любом положении руки, с его помощью человек может самостоятельно обслуживать себя: одеться, обуться, за обеденным столом управляться с ножом и вилкой по всем правилам хорошего тона, а также писать, чертить и т.п. Более того уверенно работать напильником и ножовкой, пинцетом и ножницами и даже управлять транспортным средством..

ЭЛЕКТРОННЫЕ ГЛАЗА

Многие ученые, работающие над проблемой искусственного зрения, пытаются активизировать потенциальные возможности мозга слепых. Разработанная американскими учеными электронная система искусственного зрения построена следующим образом: в глазницах слепого устанавливаются стеклянные глаза — высокочувствительные экраны, воспринимающие световые волны (вместо сетчатки). Стеклянные глаза, содержащие матрицы светочувствительных элементов, соединяются с сохранившимися мышцами зрительных органов слепого. Благодаря усилию глазных мускулов положение этих экранов (камер) можно менять, направляя их на тот или иной объект. В дужках темных фальшивых очков, заменяющих оптический нерв, размещены микроузлы, преобразующие изображение, «считываемое» с экрана, которое передается в электронный блок, связанный с электродами, кончики которых введены в участки гловного мозга, ведающие зрением. Соединение электронных схем с вживленными электродами производится либо по проводам с подкожным разъемом, либо через передатчик, устанавливаемый снаружи и имеющий индуктивную связь со вживленной частью системы под черепной коробкой.

Каждый раз, когда экран в глазнице слепого регистрирует какой-либо несложный объект, миниатюрная ЭВМ в дужке очков преобразует изображение в импульсы. В свою очередь электроды «переводят» их в иллюзорное ощущение света, соответствующее определенному пространственному образу. Предстоит еще много сделать, чтобы подобные системы искусственного зрения стали высокоэффективными приборами, приносящими реальную пользу не отдельным пациентам, а тысячам и тысячам слепых.

Интересно, что глаз воспринимает единый визуальный ряд очень фрагментарно, создавая целый набор различных зрительных репрезентаций, которые затем параллельно — в форме отдельных нервных импульсов — транслируются в нервные центры мозга.

Выяснилось, что визуальный образ формируется мозгом на основе двенадцати отдельных грубых «набросков», в которых отражены определенные элементы внешнего мира. Формирование этих образов обусловлено структурно, — строгая специализация ганглиев находит непосредственное отражение в строении сетчатки. Она состоит из нескольких слоев. Зрительную информацию воспринимают светочувствительные фоторецепторы (палочки и колбочки). Они передают импульсы слою горизонтальных и биполярных клеток, которые связаны с ганглиями многочисленными нервными отростками. На этом этапе и фильтруется информация.

Все ганглии делятся на 12 групп, и каждая из них снимает свое «кино», фиксирует свою часть картинки — это может быть движение, или большие структурно однообразные объекты, или границы объектов, и т. п. Затем мозг складывает эти куски окружающей реальности воедино и, вероятно, дополняет их образами, хранящимися в памяти. На основе полученных данных была построена компьютерная модель, симулирующая активность ганглиев и наглядно демонстрирующая, какие именно изображения передаются в мозг.

СЛУХОВЫЕ УСТРОЙСТВА

Не менее успешно ведутся работы и по созданию электронных устройств для людей, частично или полностью потерявших слух. Один из наиболее удобных аппаратов, усилительный тракт которого построен на одной интегральной микросхеме. Его вес не более 7 граммов. Применяемые электретные микрофоны со встроенными истоковыми повторителями имеющими высокую чувствительность.

Значительно сложнее вернуть человеку слух при полной его потере. Обычно глухим вживляют в улитку внутреннего уха одноканальные электроды (вместо нервов), что позволяет им слышать, например, звуки телефонного или дверного звонка. С появлением микропоцессоров возникла возможность обработки воспринимаемых звуков для выделения составляющих тональных сигналов, подаваемых на отдельные каналы многоканального аппарата искусственного слуха, синтезирующие первоначальные сигналы в слуховом участке коры головного мозга.

ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ

Конструкция первого механического сердца была разработана еще в конце 1930-х гг. русским хирургом Владимиром Демиховым. Устройство это представляло собой насос, приводящийся в действие электромотором. Эксперименты показали перспективность идеи как таковой: собакам, у которых функции удаленного сердца выполнял его рукотворный аналог, удавалось прожить до двух с половиной часов. Спустя 30 лет после этих опытов была проведена первая подобная операция на человеке. Цель ее была сравнительно скромной — дать пациенту возможность протянуть несколько дней в ожидании донорского сердца. В начале 1980-х гг. было создано устройство, рассчитанное на длительный период работы. Искусственное сердце, которое получило название Jarvik-7, предназначалось также и для больных, которые никогда не дождутся своего донора. Ситуация обычная, поскольку органов, пригодных для трансплантации, никогда не было в избытке. Первый из пациентов, подключенных к Jarvik-7, прожил 112 дней, еще один — 620 дней.

Впрочем, жизнь их была малоприятной. Работа механического сердца вызывала конвульсии, затрудненное дыхание, нарушения работы внутренних органов, помутнение сознания. Больные были буквально прикованы к внешнему блоку питания и управления размером со стиральную машину. Наконец, чтобы этот блок соединить проводами с имплантированным в грудь насосом, приходилось проделывать дыры в теле пациентов. Риск занести инфекцию, как нетрудно догадаться, в таких условиях огромен. Словом, несовершенство первых искусственных аналогов сердца было настолько очевидно, что в одной из статей в «Нью-Йорк Таймс» эти исследования обозвали «Дракулой медицинских технологий».

Однако в последнее время появляется все больше оснований изменить скептическое отношение к попыткам сконструировать эффективно работающие устройства, способные с успехом заменить сердце. Созданы надежные миниатюрные двигатели, микропроцессоры дают уникальную возможность регулировать поток крови в зависимости от физической нагрузки, а легкие и емкие литиевые батареи могут обеспечить необходимую энергию. Все эти технологические достижения воплощены в конструкции портативного искусственного сердца, созданного специалистами американской компании Abiomed Inc. Устройство, получившее название AbioCor, представляет собой механический насос с внутренними клапанами и четырьмя трубками, которые соединяются с сосудами. Вся конструкция в точности симулирует работу настоящего человеческого сердца. Питается этот титаново-пластмассовый агрегат от батареи весом менее двух килограммов — ее предполагается повесить пациенту на пояс. Причем никакие провода из груди торчать не будут, поскольку энергия передается прямо через кожу. В этом отношении у AbioCor просто нет аналогов. Внешний блок питания транслирует радиосигнал, который преобразуется в электрические импульсы детектором, имплантированным в брюшную полость. Батарея требует подзарядки каждые четыре часа, и на время ее замены подключается внутренний блок питания, рассчитанный на 30 минут автономной работы. Кроме всего прочего, система оснащена миниатюрным передатчиком, позволяющим дистанционно отслеживать параметры работы всего устройства.

Специалисты из Abiomed потратили на свою разработку 30 лет, но и сегодня они говорят, что удалось сконструировать лишь экспериментальную модель. Цель дальнейших исследований — создать искусственное сердце, способное работать до пяти лет.

Первый в мире Киборг

Британский профессор превратился в самого настоящего киборга. Ему была сделана операция по вживлению чипа в нервную систему, которая обошлась ему в кругленькую сумму — 714 575 долларов. Хирурги вживили микрочип в нерв на левой руке профессора Кевина Ворвика, и он, таким образом, стал полу-роботом. Теперь деятельность его нервной системы контролируется компьютером, который считывает информацию с движений руки мистера Ворвика. Ученые из университета Ридинг собираются также немного поэкспериментировать со своим коллегой. Они планируют посылать его нервной системе искусственные импульсы, чтобы проверить, могут ли быть синтезированы эмоции, например, раздражение и злоба. Сам доброволец надеется, что у него проснется шестое чувство, и он сможет ориентироваться в пространстве даже с закрытыми глазами. «Это очень важный исторический момент. Он изменит весь мир,» — считает профессор Ворвик. Эксперименты над рукой профессора-робота продлятся несколько месяцев, и за это время исследователи надеются получить исчерпывающую информацию о том, как работает обновленная рука мистера Ворвика. Эмоции профессора будут тщательнейшим образом отслеживаться через чип.

Кевин Ворвик не новичок в этом деле. Четыре года назад в его левую руку был вживлен микрочип, который включал и выключал свет, а также открывал автоматические двери. На этот раз ему пересадили более совершенный микрочип, ширина которого составляет всего три миллиметра. Сто тончайших электродов были подсоединены к нерву срединной артерии, а снаружи они подведены к компьютеру. В ближайшее время исследователи собираются вживить аналогичный микрочип жене профессора Ирене и соединить чету Ворвиков проводочками, чтобы проследить, смогут ли в таком случае супруги шевелить пальчиками друг друга. Ученые надеются, что этот эксперимент поможет разработать новую методику реабилитации людей с ограниченными физическими возможностями.