В шаге от восстановления зрения слепым людям: ученые впервые установили российский зрительный нейроимплант обезьяне
Имплант для головного мозга ELVIS позволит вернуть зрение незрячим и слепоглухим людям. Технология перешла на последний этап доклинических испытаний – тестирование на обезьянах. Над системой нейроимпланта совместно работают Фонд поддержки слепоглухих «Со-единение» и некоммерческая Лаборатория «Сенсор-Тех».
Первая операция по установке обезьяне российского нейроимпланта состоялась в НИИ Медицинской приматологии в Сочи. В головной мозг животного установили матрицу с электродами. Для проведения испытаний был выбран шестилетний самец павиана. Животное зрячее. Двухчасовую операцию проводил нейрохирург Артур Биктимиров, который занимается сложнейшими операциями на головном мозге уже более 16 лет. Была задействована профессиональная команда медиков – нейрофизиолог, анестезиологи, ветеринарные врачи. Павиан чувствует себя хорошо и быстро восстанавливается.
Главные задачи испытания:
1. Проверить работу импланта и оценить биосовместимость тканей мозга и компонентов системы ELVIS.
2. Отработать проведение операции по установке электродов.
3. Подготовиться к проведению таких операций нескольким десяткам обезьян – для того, чтобы оценить, насколько хорошо животные видят с помощью электронного зрения.
«Новый этап доклинических испытаний прошел успешно, и теперь мы находимся всего в нескольких шагах от начала исследований с участием незрячих добровольцев. Наша задача заключалась не только в тестировании техники и электродов, важно было отработать и хирургические нюансы. Электроды, которые мы поставили, были разработаны при участии специалистов Сеченовского Университета. На дальнейших этапах мы будем проверять, как работает электронное зрение у животных, могут ли они видеть с завязанными глазами, только при помощи ELVIS. Мы рассчитываем, что испытания на животных продлятся до конца 2023 года», — сказал Денис Кулешов, директор Лаборатории «Сенсор-Тех».
В ближайшие два года команда проекта ELVIS установит нейроимплант десяткам обезьян и будет проводить серию поведенческих экспериментов.
В одном из них обезьяну заранее, до установки импланта, обучат различать геометрические фигуры. Затем, после установки электродов в зрительную кору головного мозга, животное будет выполнять то же упражнение, но с завязанными глазами – с помощью электронного зрения. Все испытания проходят с соблюдением международных этических норм.
«При поддержке Фонда «Со-единение» испытания технологии начали проводить в 2020 году. Первой стадией были тесты на грызунах, учёные оценивали реакцию их мозга на воздействие электродов. Эта стадия пройдена успешно, теперь нейроимплант будут испытывать на более близких к человеку видах – на обезьянах. В 2024 году мы рассчитываем перейти к установке ELVIS первым незрячим добровольцам. Уже сейчас мы получаем много заявок на участие, через два года начнем отбор кандидатов», — сказала Наталья Соколова, исполнительный директор Фонда «Со-единение».
По прогнозам команды проекта, операция по установке нейроимпланта людям станет широко доступна в России в 2027 году.
ELVIS позволяет «подключить» камеры к мозгу и передавать изображение в него напрямую, без помощи глаз. Этот процесс обеспечивают три блока системы:
• Имплант, который устанавливается в зрительную кору головного мозга и стимулирует его малыми токами. Благодаря этому человек или животное начинает испытывать зрительные ощущения и видит вспышки света.
• Обруч с двумя камерами. Пользователь носит его на голове, и камеры считывают изображение в реальном времени, выполняя «функцию глаз».
• Микрокомпьютер анализирует изображение с камер, выделяет контуры важных объектов и передает обработанные кадры прямо на имплант в мозг. Микрокомпьютер крепится на поясе пользователя.
Синхронная работа трех компонентов ELVIS позволяет начать видеть окружающий мир – уверенно различать силуэты предметов и людей, понимать, где и что находится. Технология будет эффективна для тех слепых и слепоглухих людей, у которых есть поражение сетчатки, патология зрительного нерва или другие тяжелые нарушения зрения. К этой группе относятся пациенты с такими сложными заболеваниями, как терминальная глаукома, терминальный пигментный ретинит, генетические дистрофии сетчатки, тотальная отслойка сетчатки, опухоли зрительного нерва и зрительных путей. Нейроимплант позволит видеть людям, у которых по какой-либо причине физически нет глаз.
Компоненты системы разрабатываются в России. Среди партнеров проекта Агентство стратегических инициатив, Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова, Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Центр коллективного проектирования РТУ МИРЭА, ОС «Нейронет», Фонд «Сколково» (Группа ВЭБ.РФ) и Московский инновационный кластер.