Конкурент для нейрочипов Илона: какой будет российская органическая электроника

В мире обострилась «чиповая» лихорадка: Китай и США пытаются разработать импланты, которые позволят парализованным людям играть в шахматы силой мысли, управлять компьютером да и просто на время забыть о физических ограничениях. Не остались в стороне и крымские учёные.

Всё чаще в СМИ встречаются новости о том, что какая-то частная компания или государство решается создать супер-чип или протез, который способен изменить жизнь человека. Последнего успех достиг небезызвестный Илон Маск: в марте появилось видео, где парализованный Нолан Арбо смог сыграть в шахматы, а после рассказал, что провёл в игре Civilization VI восемь часов подряд.

Но некоторые воспринимают эту разработку с изрядной долей скепсиса: их беспокоит насколько безопасны эти устройства, а также как они повлияют на организм в долгосрочной перспективе. Например, у Нолана возникли какие-то проблемы с мозговым имплантом после выписки. Вдруг эта разработка представляет угрозу для жизни: может спалить мозг, занести какую-то заразу или разрушить его личность. Подобные рассуждения подтолкнули ученых из Китая разработать более безопасную версию имплантата.

Китайская версия — безопасная версия

В Китае разработали небольшой имплантат Neural Electronic Opportunity (NEO), который позволяет управлять протезом силой мысли. Эта версия требует минимальной инвазивности, т.е. минимального проникновения чипа сквозь кожу и кость человека. Нужно меньше резать, пилить кость, повреждать мозг и т. д.

Нейрохирурги из больницы Сюаньу имплантировали в череп NEO пациенту с травмой спинного мозга (он не мог двигать телом ниже плеч). Имплантат успешно получал нервные сигналы в области мозга, которые контролируют двигательные функции. После трех месяцев домашнего обучения пациент способен самостоятельно есть и пить при помощи протеза в виде перчатки, которая управляется мозговыми волнами.

В отличие от американской Neuralink, которая цепляется к нервной ткани, электроды NEO встраиваются между черепом и твердой мозговой оболочкой, которая обволакивает головной и спинной мозг. Таким образом, эти электроды обеспечивают хорошее качество сигнала и не повреждают нервные ткани. Электроды улавливают нервные сигналы и передают их по беспроводной связи на внешний приемник, который прикреплен к коже. Затем эти сигналы обрабатываются компьютером.

А ещё Neural Electronic Opportunity не имеет батарей и питается за счёт беспроводной передачи энергии от высокочастотной антенны. Это убережёт ткани от перегрева батареи: ничего не взорвётся и не повредит человеческий мозг.

Проект выглядит куда безопаснее, ~~главное далеко не отходить от источника питания~~. Но всё ещё нужно хирургическое вмешательство, сложные операции, да и удовольствие такое стоит безумно дорого (так оценка стартапа Маска Neuralink достигла $ 5 млрд).

И тут вызов приняли учёные из Крыма: они решили создать не такую дорогую органическую технологию и постарались учесть недостатки других разработок.

Органика и микросхемы — разработка российских учёных

Только представьте: чипы, которые вернут возможность двигать телом и при этом не будут стоить каких-то нереальных денег. Не будет никаких проводов, сложных операций с возможным летальным исходом — просто укол и у человека началась новая жизнь. Всё это благодаря органическим технологиям: в этом заключается главное отличие разработки из Крыма от других.

Сейчас ученые проводят эксперименты с органическими проводниками (примерно то же, что и обычные чипы, но не кристаллического типа).

Мы намерены создать логический элемент на основе органических материалов. Пытаемся заменить интегральные микросхемы на основе кристаллических материалов, то, что сейчас применяется в электронике повсеместно, на органические материалы. Пробуем создать живую микросхему на углеродной основе. лим Мазинов Заведующий кафедрой радиофизики и электроники физико-технического института КФУ

По словам учёных, человек — такая же электронная система: все наши мысли, что надо подвигать рукой или ногой, транслируются в мышцы путем передачи электрического сигнала. Поэтому крымчане предположили, что солнце — отличный стимулятор подобных сигналов. Ведь вспышки солнца порождают электромагнитные волны и воздействуют на нас ,поэтому органическая микросхема может работать на электрических сигналах и не будет вызывать отторжение человеческим организмом.

Мы не просто пытаемся создать элемент микросхемы, мы пробуем разработать элемент, который будет восприимчив к свету. У нас есть шанс сделать такую органическую микросхему, которая бы могла, взяв свет, преобразовать его в электрический сигнал, а затем этот сигнал передать в мозг. Формально мы заменим колбочки и палочки, работающие в человеческом глазу, на эти элементы. лим Мазинов Заведующий кафедрой радиофизики и электроники физико-технического института КФУ

Хотя это исследование находится только на стадии разработки, у него есть большой потенциал. Органическая электроника — это нечто новое, поэтому направление пока что изучено слабо. Крымские учёные совершат настоящую революцию в мире науки (если им удастся реализовать эту идею).

А когда такие разработки будут помогать людям?

Если основываться на истории развития подобных имплантов, то очевидно, что в широкие массы разработки дойдут совсем нескоро. Так, за последние 20 лет испытания на людях проводились в очень редких случаях. Например, Натан Коупленд — американец, который способен с помощью нейрочипа управлять искусственной рукой, живёт с такой технологией уже 9 лет. И учёные стремятся создать что-то новое, а не развивать уже имеющееся, что тоже тормозит процесс внедрения чипов в медицину. Хоть Илон Макс и ищет человека, который будет руководить отделом по «чипированию людей», в нашей жизни это появится не раньше чем через 10 лет.

Наука

Илон Маск