Кохлеарные импланты
Первый кохлеарный имплант был создан американскими хирургами Джоном Дойлом и Уильямсом Хаусом и протестирован на волонтере в 1964 году. Четыре электрода, расположенные во внутреннем ухе, передавали достаточно деталей, чтобы пациенты слышали и повторяли простые фразы.
Сегодня коммерчески доступные импланты содержат более 20 электродов и восстанавливают слух десяткам тысяч людей в год. В частности, дети, которым устанавливают кохлеарные импланты в возрасте, когда их мозг достаточно пластичен для осмысления новых вводных данных, добиваются больших успехов в понимании речи.
Сегодня исследователи работают над полностью вживляемыми устройствами, без внешних проводов или батареек, а также исследуют способы улучшить передачу более сложных звуков, таких как музыка.
Кроме того, разрабатываются технологии по стимулированию сетчатки. Импланты сетчатки, такие как Second Sight, были впервые опробованы на пациентах в 2002 году. Они электрически стимулируют сохранившиеся клетки в глазах людей, ослепших из-за повреждения или потери чувствительных к свету участков сетчатки. Захваченные камерами изображения переводятся в грубую версию того, что увидел бы здоровый глаз. Из-за богатства визуальной информации, которую мы получаем от глаз, сделать что-то не хуже нормального зрения – задача достаточно сложная, но ученые работают над улучшенными имплантами с тысячью пикселей.
Устройства ввода, стимулирующие мозг напрямую, также прошли долгий путь. Первопроходцем стал Хосе Дельгадо, испанский исследователь, который впоследствии проделал значительную работу на модельных животных в Йельском университете в 1950–1960-х годах. Он разработал мозговые импланты, названные им «стимосиверы», и подсоединил их к конкретным участкам мозга животных, чтобы контролировать их поведение. В одном из своих знаменитых экспериментов (видео легко найти в сети) он отправляет электрические импульсы через дистанционный пульт управления в мозг нападающего быка и останавливает его. Дельгадо продолжил опыты и испытал «стимосиверы» на мозге людей волонтеров.
Оптогенетика
Вероятно, в будущем получится управлять деятельностью мозга с помощью света, а не электричества. Оптогенетика – это новая технология, при которой нейроны генетически модифицируются и начинают реагировать на свет. В первую очередь, с ее помощью можно восстанавливать чувствительность сетчатки глаза, но в теории метод можно использовать в мозге, если мы найдем безопасный способ проводить генную терапию и свет внутри черепа.
Эксперименты на животных показали, что оптическая стимуляция активирует или приглушает конкретные нейроны и влияет на поведение, к примеру, заставляет мышей бежать при освещении моторных участков мозга. Когда свет выключается, останавливаются и мыши. В будущем способность оптически контролировать нейроны может оказаться крайне полезной при таких состояниях, как эпилепсия.