Знание-сила, 2001 №9 (891)

Вся эта конструкция, обтянутая силиконом телесного цвета, весит меньше настоящей руки. Управлять ей можно с помощью мускулатуры плеча. Электроды, прикрепленные к мышцам, воспринимают электрические сигналы сжатия и передают их протезам. Значит, пациенту надо понять, как с помощью отдельных движений плеча можно управлять моторчиками. В модели следующего поколения электроника будет напрямую контактировать с нервными окончаниями плеча. В таком случае штудировать язык его движений пациентам уже не будет надобности.

«С помощью подобного разъема можно связывать протез прямо с головным мозгом человека, – говорит Гленн К. Клют из Вашингтонского университета (Сиэтл). – Тогда согласовывать движения можно было бы и без микропроцессоров». Вместе с коллегами из Института биороботики Клют мастерит механическую копию руки человека. Кости изготовлены из стекловолокна и точно вторят форме человеческих костей. То же можно сказать о суставах из качественной стали, скрепленных гибкими связками и расположенных там же, где и естественный прототип.

Впрочем, важнейшей частью этих протезов являются мышцы. Они состоят из эластичных силиконовых шлангов. Управляет ими пневматика: мышцы расширяются за счет притока воздуха. Снаружи они заключены в менее упругую полиэфирную оболочку. На герметично закрытых концах шлангов расположены клапаны; сюда полается сжатый воздух. При повышении давления шланги растягиваются посредине и сжимаются на концах. Если давление падает, картина обратная. «Наши искусственные мышцы действуют. как человеческие, – поясняет Гленн Клют. – Мы уже достигли естественного соотношения силы и длины. Мы можем изготавливать даже более крепкие мышцы, чем у людей, – только они медлительнее наших».

Немалые хлопоты, правда, доставляет ученым пневмоаккумулятор. В принципе, его надо расположить внутри протеза. Однако, чем сильнее искусственная мышца, тем больше воздуха ей нужно. Это относится прежде всего к протезам ног, ведь на них давит своим весом тело. Вот почему, разрабатывая протез голени, ученые из Сиэтла снабдили пациента переносным баллончиком, откуда и подавался сжатый воздух. Уместить его внутри ноги пока не удалось. Впрочем, лет через двадцать-тридцать, считает Клют, искусственные руки и ноги вполне смогут заменить потерянные части тела.

Пока больше всего успехов у тех, кто протезирует органы слуха. Вот уже несколько лет людям, потерявшим слух, устанавливают протез внутреннего уха. У здорового человека внутри уха располагаются десятки тысяч крохотных волосков; они реагируют на звуковые волны – одни улавливают волны низкой частоты, другие – высокой. Колебания волосков порождают биоэлектрические сигналы, и те по нервным волокнам передаются в головной мозг.

У глухих людей эти волоски часто либо повреждены, либо отсутствуют. Их заменяет протез: множество крохотных электродов, закрепленных на пластмассовом язычке, готовы передавать электрические сигналы взамен утраченных волосков. Правда, пришлось изменить схему, начертанную природой, и по иному «изготовить» ухо. Перед электродами располагают маленький микрофон; он улавливает звуковые волны и передает их в процессор, анализирующий речь. Там сигналы сортируются по отдельным частотам; оттуда они поступают к электродам. После некоторой практики больные, которым установили протез, могли даже болтать по телефону, хотя иные телефонные сети приведут в отчаяние людей даже со стопроцентным слухом.

Впрочем, протез внутреннего уха можно установить лишь человеку, который потерял слух, а не был лишен его от рождения. Если человек родился глухим, то его мозг не знает, что делать с этими необычными звуковыми сигналами. Для него непонятно, что жужжат… пчелы, |удят… автомобили, мяукают… кошки, а отрывисто и переливчато… чередуются звуки человеческого голоса, в потоке которых несколько миллиардов счастливцев уверенно различают отдельные слова, фразы и даже рассказы, речи, признания.

В головном мозге, никогда не имевшем дело со звуковыми сигналами, просто не развился отдел для их обработки.

Итак, в ближайшие десятилетия люди научатся заменять многие части человеческого тела протезами, приближая нас к киношным киборгам. «Нет ничего невозможного – все можно сделать своими руками» – таков девиз биологов. В различных лабораториях мира ищут новые материалы, из которых можно идеальным образом изготавливать кожу, кровеносные сосуды, пищевод, носовую перегородку, печень, поджелудочную железу. Жизнь начинает напоминать кинематограф. Возможно, давняя шокирующая сцена с терминатором, что мимоходом ремонтирует поврежденный глаз, лет через сто перестанет кого-либо удивлять.

Крупнейшая американская станция Мак Мердо в Антарктике с невероятно большим штатом в тысячу человек выделяется среди всех других станций разных стран не только этой громадной цифрой «народонаселения». Еще одна отличительная черта – обилие бытовых отходов и экскрементов. Их избыток перерос в проблему загрязнения некогда первозданного уголка Земли, чистейшего континента. Сотрудники университета в штате Монтана провели на месте биохимический анализ перечисленных выше продуктов жизнедеятельности сотрудников. Были выявлены следы различных бактерий, в том числе патогенных, таких как кишечная палочка и сальмонелла. В экскрементах обнаружен специфический для человека копростерин, образуемый из холестерина желчи.

Группа иследователей, работающая по гранту Национального научного фонда, обратила внимание на отсутствие химико-бактериологической обработки отходов. Однако спонсоры из этого фонда считают, что подобная обработка не поможет решить проблему. Они уповают на сооружение вместо существующей системы труб одного многометрового канализационного рукава для сброса в море на глубине 17 метров разжиженных отходов. Сейчас все трубы лежат на берегу на площади длиной в километр и шириной триста метров.

Сразу две американские фирмы выходят на рынок с одноразовыми мобильными телефонами. Эти аппараты размером с телефонную карточку частично изготовлены из картона и снабжены миниатюрным динамиком и микрофоном. У некоторых моделей не будет кнопок – набор голосовой. Пользователю доступны лишь исходящие звонки. Собственного номера у «бумажной» трубки нет. Она рассчитана на время разговора от тридцати минут до двух часов. После этого аппарат можно выкинуть или же добавить денег на счет. Продаваться новинка будет в обычных супермаркетах. Цена – около 10 долларов. Примерно столько же стоит карточка для телефона-автомата, который, правда, с приобретением картонного телефона окажется у тебя в кармане.