Технології створення біонічних протезів, які управляються думкою людини, вже існують: Нана Войтенко

Нейроінженерія в Україні набирає особливої ваги на тлі сучасних подій. Війна, постійні стреси, травми та необхідність відновлення життєвих функцій змусили суспільство уважніше придивитися до того, що ще кілька років тому здавалося справою далекого майбутнього. Сьогодні дослідження українських вчених у сфері нейроінженерії вже починають впливати на практичну медицину. Йдеться як про наукові розробки, так і реальні технології, які мають шанс змінити якість життя тисяч людей. Нейроінженерія працює на перетині біології, медицини, фізики й інженерії. Саме тут народжуються рішення, що дають можливість людині керувати пристроями силою думки, відновлювати пошкоджені нейронні зв’язки або полегшувати біль новими способами. Своїми думками з цього приводу поділилася Нана Войтенко — нейробіолог, доктор біологічних наук, професор, ректор Академії Добробуту і професор Київського академічного університету МОН та НАН України.

Нана Войтенко вважає, що інтерес до нейронаук в Україні навіть за найважчих потрясінь залишається стабільно високим. Під час Тижнів мозку, які щорічно проводяться наприкінці березня, люди активно приходять на лекції, шукають знання про власну нервову систему, про стрес і можливості його подолання.

Науковиця зазначила, що попри поширений міф, нервові клітини мають обмежені, але все ж таки певні можливості до відновлення. У разі руйнування тіла нейрона його відновлення неможливе, однак аксон — відросток нейрона, який проводить нервові імпульси, — здатен регенерувати. Сьогодні науковці розробляють спеціальні каркаси (скафолди) за допомогою 3D-друку, які імплантують у місце пошкодження й допомагають аксону правильно рости й відновлювати функцію передачі сигналу.

Професорка наголосила на важливості розвитку технологій, які дозволяють боротися з хронічним болем. Її команда працює над методами перепрограмування нейронів для зниження болю. Зокрема, за допомогою вірусних конструкторів можна доставити до нейронів генетичні блокатори молекулярних механізмів, відповідальних за хронічний біль, наприклад, при діабетичних нейропатіях.

Войтенко підкреслила, що такі методи лікування сприймаються громадськістю з певною обережністю через упередження щодо вірусів і генетично модифікованих організмів. Проте важливо пояснювати людям, що сучасна наука вже навчилася безпечно використовувати вірусні оболонки для доставки потрібного генетичного матеріалу в клітини без шкоди для організму. При використанні нейтральних вірусних векторів, таких як адено-асоційовані віруси, можливо точково зупиняти роботу окремих генів, які відповідають за больові імпульси, при цьому не шкодячи самій клітині та не викликаючи побічних ефектів.

Окремо Нана Войтенко розповіла про вражаючий прогрес у сфері створення інтерфейсів мозок–комп’ютер (BCI). Вона зазначила, що навіть у випадках паралічу, коли людина не може рухатися, мозок продовжує генерувати сигнали. Сьогодні існують чипи, здатні зчитувати ці сигнали й передавати їх на комп’ютер, дозволяючи людині керувати технікою силою думки.

Науковиця акцентувала увагу на новому напрямі — застосуванні ендоваскулярних імплантів, які вводять через судини до певних ділянок кори головного мозку. Такі пристрої можуть зчитувати сигнали і передавати їх через бездротові технології. Вже зараз досягнуті перші успіхи у зчитуванні сигналів, пов’язаних із мовленням, і навіть у спробах їх генерації через спеціальні імпланти. Вона також звернула увагу на питання біонічних протезів. Технології, які створюють протези, що керуються думкою людини, вже існують. Однак поки що ці рішення залишаються надзвичайно дорогими і на сьогодні в Україні немає жодного повноцінного біонічного протеза такого рівня.

Нана Войтенко зауважила, що навіть сьогодні вартість біонічного протезу в Україні стартує від мільйона гривень, що робить такі технології майже недосяжними для широкого загалу. При цьому біонічні протези є лише одним з напрямів сучасної нейроінженерії, а не менш важливими є розробки, спрямовані на боротьбу з хронічним болем і допомогу пораненим.

Говорячи про практичне застосування своїх досліджень, Войтенко зазначила, що проведення клінічних досліджень є також процесом надзвичайно тривалим і дорогим. За її словами, аби певні технології запрацювали вже сьогодні, починати їх розробку слід було б ще двадцять років тому. Водночас вона висловила обережний оптимізм, зауваживши, що у сучасному світі технологічні процеси прискорюються, тому є надія, що деякі розробки вдасться впровадити раніше, ніж зазвичай.

Пояснюючи ситуацію в Україні, Войтенко наголосила, що через війну інвестиційний клімат у країні суттєво погіршився, що безпосередньо позначилося і на фінансуванні науки. Пріоритет зараз надається розвитку військово-промислового комплексу — створенню дронів, нових технологій для ведення бойових дій — тоді як підтримка фундаментальної науки залишається мінімальною. Однак деякі наукові проєкти в Україні все ж таки отримують фінансування, зокрема від Національного фонду досліджень України. Вона повідомила, що саме завдяки грантам цього фонду її команда продовжує роботу над розробкою імплантів для відновлення нервових структур та над дослідженнями механізмів діабетичної нейропатії. Проте мова йде лише про початкову, фундаментальну стадію — доклінічні дослідження, які потребують тривалого й дорого вартісного переходу до практичного застосування на людях.

За її словами, саме тому більшість передових розробок у сфері нейробіології реалізується у США, де історично існували сприятливі умови для фінансування науки й створення стартапів. Зза часів адміністрації Трампа ситуація змінилася, і зараз наукова спільнота більше покладає надії на підтримку з боку Європи.

Розмірковуючи про технологічні тренди, Нана Войтенко звернула увагу на стрімкий розвиток штучного інтелекту. Вона визнала, що комп’ютери сьогодні здатні розпізнавати образи, демонструвати здатність до абстрактного мислення та навіть проходити тест Тюрінга. Однак попри всі досягнення, між людським і машинним інтелектом залишається принципова відмінність — наявність емоцій та самосвідомості. Науковиця підкреслила, що це є дуже суттєвою різницею. Принципи роботи мозку досі вивчені лише частково, і хоча наука досить добре розуміє електричну природу передачі сигналів у мозку, молекулярні та хімічні аспекти цієї діяльності залишаються ще значною мірою нерозкритими.

Войтенко зауважила, що на відміну від машин, де все базується виключно на електричних імпульсах, у мозку одночасно працюють сотні й тисячі молекул, які модуляторно впливають на передачу сигналів. Саме ця складна хімічна регуляція формує емоції, інтуїцію, прийняття рішень і всі ті риси, які роблять людину людиною. Професорка завершила думку тим, що мозок є унікальним і неймовірно досконалим природним комп’ютером, сучасна наука стоїть тільки на початку шляху до розкриття всіх його таємниць.