Адам Пиорей - Человек 2.0. Перезагрузка. Реальные истории о невероятных возможностях науки и человеческого организма

Все эти состояния характеризуются непредсказуемыми изменениями в мозгу, которые время от времени приводят к возникновению болезненных проявлений. Эскандар и Доэрти пришли к выводу: чтобы по-настоящему научиться всегда усмирять эти сложные заболевания, необходимо создать устройство нового типа, способное не только постоянно стимулировать мозг в одном-двух местах (как делают нынешние приборы), но и отслеживать активность мозга в реальном времени, выявляя аномалии и затем реагируя на них подаваемыми в нужные моменты мощными электрическими импульсами. Здесь снова будут играть ключевую роль такие же технологии распознавания, применение которых мы уже наблюдали в других сферах.

Но во многих случаях нейрофизиологи пока даже не выяснили, как выглядят те нейронные аномалии, с которыми им придется иметь дело. Поэтому Доэрти и Эскандар, работая в рамках этого проекта, пытаются определить, чем мозг людей, страдающих от таких заболеваний, отличается от мозга здоровых людей. А уже потом придется выявлять, какого рода паттерны электрической стимуляции можно было бы использовать для исправления неполадок в мозгу подобных пациентов.

«У нас до смешного амбициозная цель», — признаёт Эскандар.

Но это не какие-то беспочвенные фантазии. Инженеры, работающие на другом берегу реки Чарльз, в Лаборатории Дрейпера, тесно сотрудничают с Доэрти и Эскандаром, разрабатывая необходимое оборудование. В 1960-е гг. дрейперовские инженеры прославились благодаря ключевой роли, которую они сыграли в осуществлении одного из важнейших научных достижений ХХ в.: они помогли создать системы наведения и некоторые приборы для корабля «Аполлон-11» — аппарата, в 1969 г. высадившего первых людей на Луну. Сегодня лучшие умы лаборатории направляют свой вычислительный и конструкторский опыт не в глубины Вселенной, а в глубь человеческого мозга, исследования которого — один из главных передовых рубежей для науки XXI в. Эти специалисты уже разработали прототип устройства, которое объединяет ГСМ со многими могучими инструментами, знакомыми нам по предыдущим главам: с технологиями сканирования (и записи сигналов) мозга в реальном времени, с программами для распознавания паттернов, с системами беспроводной связи, не говоря уж о колоссальных вычислительных мощностях. В каком-то смысле такие усовершенствования уже давно назрели: их следовало бы внедрить еще много лет назад. По словам Эскандара, то устройство, которое предстоит имплантировать сегодняшней пациентке, страдающей ОКР, задействует технологию, существующую уже несколько десятилетий: во многом именно поэтому нейрохирург-ветеран так убежден, что и он, и другие клиницисты пока лишь слегка коснулись поверхности безбрежного океана возможностей такого рода методов.

«Задумайтесь над тем, что происходило в последние двадцать лет с точки зрения миниатюризации, закона Мура [о стремительном нарастании вычислительных мощностей со временем] и прочего в том же роде, — призывает Эскандар. — Вот перед вами этот приборчик, который появился в девяностые. А разработали его в восьмидесятые, когда у меня даже мобильника не было».

В отличие от прибора, который Эскандар планирует использовать в ходе сегодняшней операции (такой же он когда-то поставил Мёрфи) и который может лишь давать электрические разряды, дрейперовский прототип новой системы ГСМ будет способен также отслеживать и записывать сигналы. И он будет проделывать это с помощью целых 320 электродов, в числе которых — многочисленные группы сенсоров, помещаемые на внешний слой мозга. Затем устройство при помощи программ распознавания паттернов будет обнаруживать аномальную нейронную активность, ассоциируемую с патологическими психическими состояниями, и в ответ стимулировать нужные участки мозга электрическими разрядами.

Вместо громоздкого процессора, имплантируемого в грудь или брюшную полость пациента, прибор будет оснащен миниатюрным центром обработки информации (меньше современного сотового телефона) со встроенным аккумулятором. Вся эта штуковина будет достаточно компактной, чтобы удобно прикрепляться к задней части черепа, не мешая пациенту. Центр обработки информации будет соединяться с целыми пятью титаново-керамическими электронными устройствами-спутниками — достаточно небольшими, чтобы помещаться в отверстия диаметром с десятицентовую монетку, просверленные в темени пациента. Каждый из этих спутников будет собирать и передавать по назначению данные с электродов, соединенных с сенсорами или направляющими, которые находятся в глубине мозга. Сейчас дрейперовские инженеры разрабатывают миниатюризованную версию устройства, которую они надеются в ближайшие месяцы опробовать на человеке и которая теоретически может оставаться имплантированной в течение многих лет.

По сравнению с этой будущей новинкой устройство, которое Эскандар намерен внедрить в мозг своей нынешней пациентке, кажется каким-то примитивным. Доэрти сможет включать и выключать прибор, а кроме того, регулировать силу электростимуляции. Каждый из двух электродов прибора имеет четыре направляющие, которые способны обеспечивать стимуляцию различных точек мозга: в сумме таких точек, сами понимаете, восемь (сравните это с 320 электродами дрейперовской модели). Прибор не в состоянии улавливать динамические состояния — и уж явно не умеет самостоятельно реагировать на них. Но все равно он может резко изменить к лучшему жизнь этой пациентки.

* * *

В операционной, встав над выбритым черепом пациентки, Эскандар отмечает маркером свои «точки входа». Затем он прикрепляет какое-то приспособление к металлическому каркасу, окружающему голову больной, подгоняет угол наклона деталей так, чтобы он соответствовал нужным цифрам, и дает знать целой толпе медсестер, ординаторов и других наблюдателей, что он готов приступать. Всего за несколько минут он высверливает специальной дрелью два отверстия в черепе больной и при помощи головного каркаса направляет две длинные полые металлические трубки через внешние слои ее мозга в глубину, в средоточие серого вещества. Внутрь трубок он скользящим движением отправляет пару тоненьких электродов: они будут соединены с устройством, которое он планирует установить позже. Затем он удаляет трубки, шелковой нитью пришивает направляющие электродов к скальпу и заполняет отверстия в черепе быстро схватывающимся цементом.

К нынешнему времени эта часть операции стала почти рутиной. Эскандар имплантировал подобные электроды десяткам пациентов с ОКР. Более того, он оказался в числе первых нейрохирургов, которые начали проводить такое вмешательство в порядке эксперимента — задолго до того, как в 2009 г. FDA официально одобрило широкое применение этой методики. Именно такую возможность он рассчитывал получить еще с тех времен, когда учился в медицинской школе.