20 Декабрь, 2014автор —

Почти половина населения земного шара страдает той или иной степенью инвалидности. Кто-то испытывает трудности со зрением или слухом, кто-то не владеет собственными мышцами, а кто-то, лишившись руки или ноги, вынужден отказаться от активной и полноценной жизни.

Наука бионика, соединяющая в себе принципы природного начала и научно-технического прогресса, позволяет создать идеальные протезы, способные, без преувеличения, стать живым продолжением утраченной конечности.

Эта история началась долгие 30 лет назад, когда Хью Герр (Hugh Herr), успешный американский альпинист, потерял обе ноги в результате сильнейшего обморожения во время похода. Любой другой человек моментально сдался бы, приказав себе навсегда забыть о счастье восхождения на вершины. Но только не Хью. Отважный скалолаз не только научился ходить в походы на искусственных ногах, но и посвятил всю свою жизнь разработке универсальных электронных конечностей, способных заменить настоящие.

Три принципа идеальных протезов

По мнению Герра, технологии, которые избавят мир от инвалидности, объединяют 3 принципиальные позиции протезостроения:

  • Механика, отвечающая за правильность и надежность крепления протеза к человеческому телу.
  • Динамика, контролирующая точность движений и способность протеза наиболее полно выполнять свои функции.
  • Электроника, заменяющая нервный импульс для искусственного органа и отвечающая за взаимодействие протеза с головным мозгом человека.

Одной из основных механических трудностей считается сложность прикрепления неживой материи к живому телу. Традиционные фиксаторы, представляющие собой разнообразные вариации ремней, жестоко натирают кожу, не позволяя человеку в полной мере наслаждаться обретенной конечностью. С протезами органов чувств или сердца та же история — высокий риск отторжения и развития аллергии не позволяет сделать технологию достаточно массовой.

Динамическая область протезирования также требует значительных доработок. Известно, что все мышцы человеческого тела управляются спинным мозгом. Если мы хотим сделать протез продолжением утраченной руки или ноги, мы должны заставить механику стать такой же чувствительной и точной, как и живая человеческая плоть. Именно над этим сейчас работает Хью Герр, ставший профессором Массачусетского технологического института, разработавшего точные протезы обеих ног отважного альпиниста. По словам Хью, первые успехи уже достигнуты — сегодня его ножной протез самостоятельно контролирует жесткость при ударе пятки о землю.

Для того чтобы искусственная рука или нога стали настоящим продолжением культи, нужно заставить их слушаться сигналов головного мозга, приказывающего нашим органам совершать те или иные действия. Сегодня, согласно научным изысканиям ученых-биоников, вживленные в протез электроды заменяют нервный импульс, идущий от мозга к органу.

Несмотря на значительные перспективы бионического протезирования, на сегодняшний день врачи научились заменять механизмами только пять органов человеческого тела. Прежде всего, это потерянные конечности, сердце, органы зрения и слуха. Специалисты анонсируют настоящий бум электронных органов в ближайшее десятилетие, так что, возможно, мы с вами вскоре станем свидетелями создания искусственной почки или легкого.

Руки

Не так-то просто создать идеальную искусственную руку. И трудность тут не только в тонкости изготовления мельчайших костных и мышечных сочленений. Дело в том, что наши пальцы являются идеальными природными датчиками, считывающими нужную мозгу информацию. Высокочувствительные нервные окончания, которыми богаты кончики, невозможно повторить с помощью самой современной электроники. Увы, именно поэтому идеального ручного протеза не существует до сих пор, хотя, попытки создать его не прекращаются.

Ноги

Бионические искусственные ноги сегодня являются одним из самых перспективных и успешно развивающихся направлений протезирования. Впрочем, тут тоже не обходится без трудностей — непросто создать интерактивную коленную область и достаточно чувствительную и гибкую ступню. Современный ножной протез снабжен собственным бортовым компьютером, программное обеспечение к которому пишут лучшие программисты мира. Благодаря этому люди с искусственными ногами способны не просто ходить, не хромая, но и заниматься скалолазанием (примером тому наш старый знакомый Хью), подниматься пешком на 103 этаж высотки, как чикагский инвалид Зак Воутер, или же преодолевать пешком огромные расстояния, как 23-летний студент К. Хатто.

Глаза

Имплантаты для глаз Argus II, разработанные компанией Bio-Retina при содействии Second Sight, на сегодняшний день являются самыми революционными в офтальмологии. Антенна, устанавливаемая непосредственно на глазное яблоко или прилегающую к нему область, соединяется с интерактивными очками. А те, в свою очередь, подключаются напрямую к персональному компьютеру. Изображение, попадающее на камеру, обрабатывается ПК, а после попадает на приемник. Шестьдесят вживленных электродов начинают стимуляцию сохранившихся нервных окончаний, небольшой процент которых присутствует даже у абсолютно слепых людей. Благодаря этому, человеческий глаз может различать очертания и даже читать буквы достаточной величины. Сейчас несколько научных институтов вплотную заняты улучшением подобного устройства, в надежде, что большее количество электродов позволит значительно расширить возможности слепых людей.

Сердце

Разработки имплантата главного человеческого органа продолжаются более полувека. Первые искусственные сердца были вживлены пациентам еще в 1982 году. К несчастью, оба больных прожили после операции всего несколько месяцев, однако кардиологи не оставляли надежду продлить срок работы искусственного мотора. На сегодняшний день разработкой кардиопротезов занимаются несколько американских компаний. Несмотря на значительный прогресс в этой области, существует пара трудноразрешимых проблем, препятствующих широкому внедрению технологии в практическую медицину. Первая — высокий процент отторжения искусственного органа человеческим телом. Вторая — психопатологический синдром Скумина, выражающийся в повышенной тревоге и озабоченности пациента работой искусственного органа.

Слух

Так называемое «бионическое ухо» считается одним из самых успешных коммерческих медицинских проектов, вернувших слух более ста тысячам человек. Протез представляет собой мультиэлектродный имплантат, стимулирующий с помощью импульсов слуховые нервы слабослышащего пациента. Несмотря на высокую эффективность, устройства не могут пока полностью удовлетворить спрос на них. И вызвано это, прежде всего, высокой стоимостью прибора.

Несмотря на то, что разработка бионических протезов довольно успешная и коммерчески оправданная область науки, заменить полностью живую конечность или внутренний орган они не в силах. Однако, как считает неунывающий оптимист Хью Герр, у технологий, которые способны избавить мир от инвалидности, большое будущее и серьезный потенциал.

Послушайте выступление Хью Герра на конференции TED.

Понравилось? Поделитесь этой статьей с друзьями:



Ещё больше интересного материала в нашей рассылке!


Внимание! Перед любым лечением, приёмом или применением лекарственных средств необходимо обратиться к специалистам! Оставлять заметки и комментарии на сайте могут не только врачи, но и люди, не имеющие медицинского образования, поэтому некоторые советы могут быть не безопасны для вашего здоровья. Для более подробной информации внимательно ознакомьтесь с правилами нашего сайта.
Комментарии

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Введите правильный ответ * Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.

Вход в личный кабинет