Премия Рунета-2020
Россия
Москва
+14°
Boom metrics
Наука
Эксклюзив kp.rukp.ru
27 января 2022 22:00

Чтобы видеть глаза не нужны: изображение с камер передается прямо в мозг!

В России тестируют технологию электронного зрения, которая вернет способность видеть полностью слепым людям

Фото: GLOBAL LOOK PRESS

В Сочинском институте приматологии провели уникальный эксперимент: в мозг обезьяны ученые установили имплант, который позволяет видеть с помощью систем электронного зрения. Для того, чтобы видеть таким способом глаза не нужны - изображение с камер передается напрямую в зрительную кору головного мозга. Как тебе такое, Илон Маск? В перспективе технология поможет вернуть зрение полностью слепым людям. Мы поговорили с Денисом Кулешовым, руководителем Лаборатории “Сенсор-Тех”, где творят такие научные чудеса.

- Денис, то, что делает ваша команда, звучит фантастически. Какая наука стоит за всем этим?

- Фундаментально принцип электронного зрения можно описать следующим образом: если стимулировать зону зрительной коры мозга слабыми токами, то человек видит вспышки света. Эти вспышки называются фосфены. Если мы вставляем в мозг не один электрод, а несколько, и стимулируем их вместе, то человек видит линию света. Поэтому можно брать картинку с видеокамеры (в нашем случае она размещается на голове в виде обруча) а затем, после обработки визуальной информации специальными алгоритмами, контуры и силуэты объектов можно передавать прямо в мозг.

Наши обезьяны будут иметь два вида зрения: естественное и наше

- Пользователи соцсетей сильно переживали за вашу зверушку и с облегчением узнали, что павиана все-таки не лишали зрения. Как будет проходит эксперимент с животным и какие результаты хотите получить?

- На самом деле, большая часть данных, на которые мы рассчитывали в рамках первого эксперимента, была получена, когда обезьянка еще находилась в операционной под наркозом. Потому что цель этого эксперимента состояла в том, чтобы отработать хирургические манипуляции, и мы уже получили рекомендации нейрохирургов, что надо изменить, чтобы операции проходили быстрее и стали менее травматичными. Кроме того, мы провели тестирование наших систем и сразу же появилось несколько десятков задач, связанных с электроникой, инженерией, программированием. Потому что математические модели и расчеты это одно, а реальная работа импланта на живом организме — это совсем другое. Впереди у нас полтора года работы с животными, мы будем учить обезьян различать различных объекты с помощью электронного зрения…

- Если у павианов сохраняется собственное зрение, как вы узнаете, что имплант работает?

- Просто будем завязывать им глаза, есть специальные темные очки, не пропускающие свет. Это нужно для того, чтобы точно определить, что животное пользуются именно электронным зрением. На какой-то срок у обезьян будет два вида зрения: естественное и наше, электронное. Но после окончания эксперимента имплант у приматов будет удален. Дизайн и протокол исследования совершенно не требуют от нас специально ослеплять животных, все наши приматы и в дальнейшем будут зрячими, говорит ученый kp.ru.

Neuralink Илона Маска решает противоположную задачу

- Говорят, что слабое место интерфейсов “мозг-компьютер” — это маленькое число контактов. В мозге 82 миллиарда нейронов. А электроды считывают электроимпульсы только в нескольких десятках точек. Илон Маск довел число контактов до тысячи. Как вы эту задачу решаете? Для вас это тоже самое сложно?

- Такие проекты, как Neuralink Илона Маск, решают все-таки немного другую задачу - они снимают данные из головного мозга. И тут, действительно, чем больше датчиков и электродов, тем больше полезной информации от нейронов вы можете получить.

Но зрение — это совсем другая история, наша задача состоит в том, чтобы, наоборот, передать в мозг данные в виде изображения. Для этой цели импланты, предназначенные для снятия данных или для глубокой стимуляции мозга (Илон Маск обещает найти способ лечения болезни Паркинсона и ряда других неврологических заболеваний) - совершенно не подходят. Мы используем другой принцип и даже другой тип электродов - они не игольчатые, как у Маска. То есть перед нами стоит совершенно другая научно-техническая задача. И нас выручает феномен пластичности человеческого мозга. Он всегда адаптируется работать с тем типом информации, которую получает. Поэтому слепые люди начинают гораздо лучше ориентироваться в пространстве на слух, у них лучше развиваются тактильные ощущения. Мозг умеет создавать новые нейронные сети. Поэтому, чем больше человек будет пользоваться электронным зрением, тем лучше мозг будет разбираться в той картинке, которую мы ему покажем.

- По поводу, картинки, которую будет видеть человек: насколько это будет похоже на естественное зрение?

- Если брать научно-технический задел, который есть у нас и у других команд, то пока это, так называемое, контурное зрение. То есть вы не видите детали, но по контуру световых точек можете распознать, что впереди вырисовывается силуэт человека или какой-то предмет. На данный момент такой уровень - предел современных нейроимплантов. Мы не говорим, что это будет цветная картинка формата Full HD. Это специфическое электронное зрение, но даже сейчас у нас несколько десятков заявок от людей, которые хотят стать добровольцами. Они говорят: каким бы ни было электронное зрение всё равно это в тысячу раз лучше, чем жить в полном мраке, где ты не видишь вообще ничего.

- То есть этого зрения будет достаточно, чтобы выйти на улицу, увидеть силуэты прохожих, контуры зданий, найти автобусную остановку?

- Да, вы сможете отличить тротуар от проезжей части, увидите у столб, который лучше обойти. Но опять же, реальные возможности импланта мы сможем оценить только после многочисленных экспериментов с участием именно людей-добровольцев. Потому что у всех мозг адаптируется по-разному, я уверен, что кто-то будет видеть больше, а кому-то будет сложнее привыкнуть к электронному зрению.

Сколько стоит электронное зрение

- Люди с какими поражениями могут рассчитывать обрести зрение с такой технологией?

- Такой имплант можно поставить людям, которые не видят вообще ничего, даже не отличают день от ночи. К сожалению, таких людей очень много, в России это сотни тысяч, а во всём мире десятки миллионов. К тотальной слепоте ведут глаукома, катаракта, различные генетические болячки. Поражения зрительного нерва возникают в результате травм во время ДТП или военных действий. К сожалению, в большинстве таких случаев медицина не может предложить никакого решения. Мы и другие команды по всему миру, которые активно работают над технологией электронного зрения, очень близки к тому, чтобы ставить такие системы людям.

- Какое расстояние займет дорога от экспериментов с обезьянами к применению у людей?

- У нас есть план, пока мы от него не очень сильно отклоняемся. Этап доклинических испытаний с животными продлиться до конца 2023 года. Начиная с 2024 году мы будем готовить клинические исследования с участием незрячих добровольцев. Дальше - процедура регистрации медицинского изделия в России государственными органами. При оптимистичном сценарии в 2027 году такой вид помощи станет доступен пациентам в России.

- Насколько это дорогая технология? Например, бионический глаз стоит порядка 140 000 долларов. А здесь какой порядок сумм?

- Наша задача сделать так, чтобы для людей в России технология была бесплатной. У государства есть программы высокотехнологичной медицинской помощи и если мы в такую программу попадем, то расходы на установку систем электронного зрения могут быть полностью пациентам компенсированы. Если говорить, сколько это нам обходится, то мы проводили предварительную оценку и скорее всего первые установки будут стоить на уровне других международных аналогов - порядка 10 миллионов в пересчете на рубли. Но когда мы перейдем на плановую работу, то наверное стоимость операции, реабилитации и нашего изделия будет наверное в районе 5 миллионов рублей.