Имплантаты будут подключать к нервной системе для лечения без лекарств

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.