Проект DARPA ElectRx нацелен на создание у человека способности к самоисцелению
В конце августа на сайте американского журнала Forbes была опубликована статья, рассказывающая о новом проекте Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США DARPA. То, что раньше представлялось только фантазиями фантастов, начинает воплощаться в жизнь благодаря усилиям ученых. Из потенциально возможных устройств нейронные имплантанты уверенно переходят в область устройств существующих и применяемых для лечения заболеваний. А это значит, что сделан еще один шаг к медицине, способной восстановить тела криопациентов и вернуть им жизнь.
Среди большого количества инициатив по оздоровлению ветеранов войны и их семей, анонсированных на прошлой неделе президентом США Бараком Обамой, одна, похоже, базирована на идее из кинофильма Звёздные врата, где 1-го из героев воскрешают при помощи устройства-саркофага.
Правительство США выделило $78,9 млн на научно-исследовательскую программу ElectRx, направленную на создание мало инвазивных технологий для исцеления всех болезней - от ревматоидного артрита до эпилепсии и посттравматических стрессовых расстройств (ПТСР).
Реализацией проекта ElectRx займётся организация Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Перед ней поставлена задача по созданию «новых, высокоточных, малоинвазивных технологий для модуляции нервных цепей с целью восстановления и поддержания здоровья человека». Проще говоря, предполагается при помощи крохотных имплантатов, вживлённых в организм человека, направлять в мозг надлежащие сигналы с целью модулирования периферийной нервной системой реакции на инфекции, травмы и другие виды дисбаланса.
Вместо того, чтоб полагаться лишь на наружные препараты, предполагается обеспечить организму бойца способность к самоисцелению через создание замкнутой системы «умных электростимуляторов».
Проект ElectRx отличается от сегодняшних разработок сначала нацеленностью на создание маленьких имплантатов, в то время как имеющиеся катализаторы отличаются достаточно большими габаритами - размером с колоду игральных карт. Для того чтоб быть действенными, имплантаты должны быть размером с нервное волокно, что на сегодняшнем шаге развития технологий нереально. Потому в рамках проекта ElectRx, кроме других направлений, предполагается создание новых, передовых биосенсоров и электромагнитных устройств, которые позволят ориентироваться на надлежащие нервные пучки с нанометровой точностью.
Организация DARPA в рамках программы правительства США под названием BRAIN начала разработку крошечных электронных имплантатов, которые взаимодействуют напрямую с нервной системой и могут непосредственно контролировать и регулировать различные заболевания и хронические состояния, например, артрит, ПТСР, воспалительные заболевания кишечника (болезнь Крона) и депрессию. Программа под названием ElectRx направлена на замену лекарств нейронными имплантатами «замкнутого цикла», которые на постоянной основе будут оценивать состояние здоровья, а затем обеспечивать необходимую стимуляцию нервов, чтобы позволить различным органам и биологическим системам функционировать должным образом. Работа в основном проводится при участии американских солдат и ветеранов, но в будущем технология должна стать доступной и гражданскому населению.
Программа ElectRx сосредоточится на довольно новой области медицины, называемой нейромодуляцией. Как следует из названия, нейромодуляция рассматривает вопросы модуляции нервной системы, чтобы улучшить или устранить основные проблемы со здоровьем. Яркими примерами нейромодуляции являются кохлеарные имплантаты, которые восстанавливают слух с помощью прямой модуляции слуховой нервной системы мозга, и глубокая стимуляция мозга (DBS), которая способна лечить/регулировать различные заболевания (депрессия, болезнь Паркинсона) с помощью переопределения ошибочных нервных всплесков регулируемой здоровой стимуляцией.
Пока эти имплантаты были довольно большими, размером с колоду карт, что делало их интеграцию довольно инвазивным (и рискованным) процессом. Большинству даже самых совершенных имплантатов не хватает точности — стимулирующие электроды обычно помещают лишь примерно в нужном районе, и в настоящее время очень трудно нацеливаться на определённое нервное волокно и сгусток волокон. В рамках ElectRx DARPA хочет уменьшить размеры этих имплантатов для нейромодуляции так, что они будут того же размера, что и нервные волокна. После этого они могут быть имплантированы при помощи минимально инвазивной процедуры (через иглу) и прикрепляться к конкретным нервным волокнам для точной стимуляции.
Хотя эти имплантаты пока не могут отрегулировать все заболевания или заменить все лекарства, они могут быть очень эффективными в плане предотвращения множества болезней. Значительная часть заболеваний вызваны «пробуксовкой» нервной системы — в первую очередь воспалительные заболевания, но также болезни мозга и психические расстройства. В настоящее время используется множество препаратов, чтобы попытаться привести в порядок нейроны и нервы, которые манипулируют различными нейромедиаторами. Тот же эффект может быть создан с помощью электронного имплантата, который «выхватывает ошибочный сигнал», исправляет его и ретранслирует.
«Технология, которую DARPA планирует разработать в рамках программы ElectRx, может коренным образом изменить методы диагностики, контроля и лечения травм и заболеваний», говорит представитель DARPA Дуг Вебер. «Вместо того чтобы полагаться только на лекарства, мы представляем систему с обратной связью, которая будет работать как крошечный, интеллектуальный кардиостимулятор. Он будет постоянно оценивать параметры организма и обеспечить стимуляцию, которая поможет сохранить функцию органа, помогая пациентам оставаться здоровым, используя собственные ресурсы тела.
Хотя для окончательной реализации потребуется ещё немало технологических прорывов, DARPA планирует провести испытания на людях в течение ближайших пяти лет. Первоначальная цель — повышение качества жизни американских солдат и ветеранов, хотя на каких именно проблемах будет сделан акцент, не говорится. Возможно, это будет нечто несложное, вроде артрита, однако наверняка есть интерес и к лечению/регулированию посттравматического стрессового расстройства (ПТСР). Ранее в этом году DARPA объявила похожую программу разработки имплантата мозга, который может восстановить потерянные воспоминания и переживания.
Хотя программа ElectRx представлена DARPA как чисто медицинская область применения миниатюрных нейронных имплантатов, найдётся и множество других сфер применения, которые могут возникнуть в результате плановой имплантации – не только для солдат, но и для гражданских лиц. С помощью нескольких точно размещённых на позвоночнике имплантатов можно щёлкнуть выключателем и отключить боль, производимую конечностями, что позволяет сделать тело сильнее и быстрее. С высокоточным размещением имплантатов вокруг правильных нервных волокон можно получить ручное управление органами: можно будет замедлить или ускорить сердце, придать новый заряд печени или настроить почти любой другой орган и функцию вашего тела.
