Новый имплантат поможет вернуть слепым способность читать, передавая изображения букв сразу в мозг

У большинства взрослых, потерявших зрение, слепота возникла в результате инфекции, повреждения глаз или зрительного нерва, в то время как мозг остался нетронутым. Специалисты уже давно хотели разработать технологию, благодаря которой можно было бы буквально восстановить зрение — минуя глаза и передавая визуальную информацию (сведения, полученные через зрительное восприятие) непосредственно в мозг. 

И ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне (США) стали ближе к этой цели — разработав мозговой имплантат, который через стимуляцию электродами позволяет незрячим различать «форму» букв, тем самым практически возвращая им способность читать. Об этом они сообщают в статье, опубликованной в журнале Cell. Авторы использовали подход, при котором имплантированные электроды стимулируются в динамической последовательности, по сути, «отслеживая» образы на поверхности зрительной коры, которые слепые люди смогли «увидеть».

«Когда мы использовали электростимуляцию для динамического отслеживания букв непосредственно в мозгу пациентов, они могли как бы видеть предполагаемые очертания букв и правильно идентифицировать разные буквы, — говорит старший автор работы Дэниел Йошор. — Они описали видение светящихся пятен или линий, образующих буквы и, следовательно, написание текста».

Предыдущие попытки стимулировать зрительную кору — часть коры больших полушарий головного мозга, отвечающую за обработку зрительной информации — были менее успешными. Во время них обрабатывали каждый электрод как пиксель на визуальном дисплее, стимулируя многие из них одновременно. Участники могли обнаружить пятна света, но им было трудно различить целиком визуальные объекты или формы. «Вместо того, чтобы пытаться создавать фигуры из нескольких световых точек, мы проследили контуры», — рассказывают ученые.

В исследовании участвовали четыре зрячих человека и двое слепых, которым электроды имплантировали над зрительной корой. Последовательная стимуляция нескольких электродов приводила к восприятию форм, которые участники эксперимента могли правильно идентифицировать как конкретные буквы.

По словам ученых, их подход продемонстрировал, что незрячие люди могут восстановить способность распознавать визуальные образы, используя технологию, которая вводит зрительную информацию непосредственно в мозг. Однако, прежде чем эта технология сможет быть внедрена в клиническую практику, потребуется преодолеть некоторые ограничения.

«Первичная зрительная кора головного мозга, куда были имплантированы электроды, содержит полмиллиарда нейронов. В этом исследовании мы стимулировали только небольшую часть этих нейронов с помощью горстки электродов, — говорят авторы разработки. — Важным следующим шагом станет совместная работа с нейроинженерами для разработки матриц с тысячами электродов, что позволит нам осуществлять более точную стимуляцию. <…> Возможность узнавать силуэт члена семьи или позволить себе более независимое передвижение стала бы замечательным достижением для многих слепых пациентов».