В новом выпуске "Дайджеста" новостей аватар-технологий от общественного движения "Россия 2045" речь пойдет об инновационной методике лечения паралича; улучшении освоения навыков пилотирования у летчиков с помощью слабых электрических импульсов; управлении обезьянами силой мысли движением кресла-каталки; исцелении от слепоты благодаря инъекциям стволовых клеток; гибких электронных схемах, которые могут сгибаться и растягиваться в четыре раза; искусственной коже, которая растягивается до пяти раз от своего первоначального размера и непрерывно излучает свет.
1. Инновационная методика лечения паралича
Человек, который был парализован ниже груди после ножевого ранения в спину, теперь может ездить на трехколесном велосипеде. Новостной канал ВВС на днях опубликовал впечатляющее видео об этом. Поляк Дарек Фидика (Darek Fidyka) был парализован четыре года, в 2014 году врачи частично вернули ему подвижность. Чувствительность ногам мужчине вернула трансплантация в спинной мозг нервных клеток из носовой полости.
Дело в том, что часть нервной системы, отвечающая за обоняние, регенерирует на протяжении всей жизни человека, в связи с чем исследователи и решили использовать инъекции оболочечных клеток, выделенных из обонятельных нервов, для восстановления повреждений спинного мозга. Через полгода после начала лечения Фидика начал передвигаться, а еще через некоторое время он смог сделать шаги с помощью специальной рамы. Восстановилась не только чувствительность нижних конечностей, он также смог контролировать работу мочевого пузыря, кишечника и сексуальную функцию.
С помощью магнитно-резонансной терапии медики выяснили, что разрыв в спинном мозге пациента исчез. Дарек Фидика каждый день занимается физиотерапией в течение пяти часов. Сейчас он способен ездить на трехколесном велосипеде и не собирается останавливаться на достигнутом. В ближайшее время врачи планируют применить разработанную ими методику для лечения других пациентов – сейчас они ищут добровольцев для дальнейших исследований. Участниками проекта могут стать люди с подобными травмами в возрасте от 16 до 65 лет.
2. Электроимпульсы для летчиков
Нейрофизиологи из Лаборатории HRL, действующего под эгидой корпораций Boeing и General Motors, на треть улучшили скорость освоения навыков пилотирования у летчиков, стимулируя соответствующие области мозга учеников слабыми электрическими импульсами.
32 добровольца в течение четырех дней подряд тренировались в выполнении основных летных упражнений – взлета, набора высоты, контролируемой посадки, посадки самолета в различных условиях. В ходе упражнений некоторые летчики через шапочку со встроенными электродами получали паттерны активности нейронов, записанные у шести опытных гражданских и военных летчиков. Остальные участники подвергались не настоящей, а иллюзорной стимуляции.
В ходе анализа результатов исследователи обнаружили, что люди, мозг которых стимулировали, показали лучшие результаты, чем контрольная группа. Транскраниальная стимуляция постоянным током улучшила их способности в пилотировании на 33%. Ученые надеются, что со временем смогут разработать технологию, которая станет привычным способом быстрого получения новых знаний и навыков, например, при изучении иностранного языка или во время обучения вождению.
3. Управление силой мысли
Имплантированные в моторную кору головного мозга обезьян микроэлектроды позволили регистрировать мысленные команды и управлять движением кресла-каталки. В будущем такая технология может дать самостоятельность парализованным больным. Исследователи из группы профессора Мигеля Николесиса (Miguel Nicolelis), широко известной рядом впечатляющих демонстраций возможностей "интерфейса мозг – машина", имплантировали в моторную кору головного мозга обезьян 150 микроэлектродов.
Сначала ученые сами управляли движением тележки и регистрировали активность нейронов обезьяны, связанную с тем или иным направлением. Таким образом, они создали "базу данных" характерных нейронных паттернов. Затем тележкой стала управлять обезьяна, причем справлялась она отлично с первого раза. Обезьян привлекали угощением, а интерфейс мозг машина регистрировал и интерпретировал активность их мозга, посылая соответствующие сигналы колесной платформе. С каждым повтором точность управления платформой заметно возрастала.
4. Исцеление от слепоты
Американка Ванна Белтон практически исцелилась от слепоты благодаря уникальной операции, проведенной офтальмологом из Балтимора. Ванна Белтон потеряла зрение в 2009 году из-за острого оптического неврита. В результате воспаления зрительный нерв утратил свою функцию и перестал передавать сигналы в мозг. До недавнего времени она передвигалась лишь с помощью трости, а теперь может читать меню в ресторанах и вывески. Все благодаря инъекциям стволовых клеток, виртуозно сделанным доктором Джеффри Вайссом.
Препарат выделили из костного мозга пациентки, а затем ввели в сетчатку правого глаза и зрительный нерв левого. Доктору Вайссу удалось обхитрить сложнейшую американскую систему сертификации лекарств. Он миновал лабораторный этап, испытания на животных и сразу приступил к тестированию на большой группе людей – 278 человек. Дело в том, что стволовые клетки, извлеченные из организма самого пациента, по факту нельзя назвать медицинским препаратом.
В результате эксперимента к 60% испытуемых с вторичной слепотой частично вернулось зрение. Но как именно сработало его лечение, Вайсс не знает: стволовые клетки либо "оживили" глазные ткани, либо заменили собой отмершие участки. Как бы то ни было, офтальмолог планирует продолжить свои эксперименты.
5. Уникальный жидкий металл
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны разработали проводящие дорожки для гибких электронных схем, которые могут сгибаться и растягиваться в четыре раза относительно своего первоначального размера. Швейцарцы предложили использовать жидкий металл – сплав золота и галлия. Помимо того что галлий обладает хорошими электрическими свойствами, он также остается в жидком состоянии при комнатной температуре. Золото же не дает галлию превратиться из ленты в скопление отдельных шариков (в этом случае ток не будет течь через дорожку).
Исследователи считают, что диапазон возможных применений новинки крайне велик. Например, это идеальный вариант для искусственной кожи, используемой в протезировании или для создания человекоподобных роботов будущего. Так как пленка способна принимать форму человеческого тела и изменяться с движением, она вполне может послужить основой для носимых датчиков, предназначенных для контроля конкретных биологических функций.
6. Электролюминесцентная кожа
Разработчики из Корнельского университета создали электролюминесцентную кожу, которая растягивается до пяти раз от своего первоначального размера, что само по себе уже рекорд, и непрерывно излучает при этом свет. В основе изобретения лежит технология гиперэластичного светоизлучающего конденсатора. Он представляет собой сэндвич из прозрачных гидрогелевых электродов, между которыми располагается диэлектрический слой эластомера с сульфидом цинка в качестве люминофора.
Сэндвич интегрирован в силиконовую матрицу. Получившийся тонкий лист при пропускании через него электричества светится с различной интенсивностью. И свечение меняет свою интенсивность при надавливании, растягивании или скручивании. При добавлении в сульфид цинка разных переходных металлов материал светится разными цветами, например, синим, благодаря меди, или желтым из-за присутствия магния.
Для того чтобы лучше оценить возможности своей светящейся искусственной кожи, исследователи создали мягкую роботизированную систему, оснащенную тремя разноцветными панелями и пневматическими приводами. Робот по форме слегка напоминает гусеницу и волнообразно передвигается по поверхности. В процессе этого движения отдельные сегменты растягиваются и сжимаются, от чего начинают более или менее интенсивно светиться.
Авторы разработки уверены, что их искусственная кожа обязательно найдет применение в создании носимой электроники и технологий создания дисплеев, а также при разработке мягких роботов.
