Технологии бионики пытаются воспроизвести искусственно решения, которые с успехом действуют в живых организмах. Сегодня разработчики воспроизводят самые разные части организмов, в том числе и человеческих — от элементов зрительной системы до суставов. Рассмотрим самые интересные и перспективные из этих достижений — представляем рейтинг 10 лучших технологий бионики по версии издания Live Science.
Десятка лучших в бионике: Версия Live Science

10. «Протезирование» мозга

Замена части мозга, конечно, не так проста, как протезирование, скажем, руки, но в будущем это будет вполне доступно. Профессор Теодор Бергер (Theodore Berger) и его группа уже разработали микросхему, которая может с успехом выполнять роль гиппокампа — области мозга, связанной, в частности с функционированием памяти. Именно гиппокамп нередко повреждается при травмах и при некоторых патологиях, в том числе болезни Альцгеймера. Микросхема, созданная Бергером, способна стать для многих пациентов настоящим спасением. Пока что Бергер с коллегами продолжают тестирование своего имплантата.

9. Новый óрган

Эректильная дисфункция способна всерьез испортить жизнь и мужчине, и его подруге. Однако Энтони Атала (Anthony Atala) и его команда предложили новый метод, способный вернуть обоим радость полнокровного существования. Еще в 2006 г. Атала преуспел в искусственном выращивании пещеристых тел — одной из важнейших структурных частей мужского полового члена. Эта похожая на губку ткань, заполняясь кровью, и обеспечивает нормальную эрекцию. Более того, Атала с успехом пересадил выращенные пещеристые тела самцам кроликов, у которых собственные органы были предварительно удалены. Ткань прижилась, и примерно месяц спустя кролики снова занялись своим любимым делом.

8. Искусственные клетки

В некоторых случаях медикам необходимо доставить лекарство строго в нужную часть организма. В некоторых случаях это крайне сложно сделать и с помощью лекарств, и инъекциями. Профессор Дэниел Хаммер (Daniel Hammer) предлагает для этого собственный метод — использование искусственных клеток с полимерной оболочкой, которая позволяет им «мимикрировать» под белые кровяные тельца и с такой же легкостью, как они, перемещаться по всему телу. Такие «поддельные» пластиковые клетки, заполненные лекарственным средством, способны будут доставить его точно по адресу, помогая в лечении множества серьезных заболеваний, в том числе и рака.

7. Переносная почка

Для людей с больными почками некоторые важнейшие для жизнедеятельности процессы — например, удаление токсических соединений из крови, или поддержание нормального жидкостного баланса в организме — становятся настоящим мучением, требуя длительных и сложных медицинских процедур вроде диализа, с использованием специального оборудования внушительных размеров. Тем радостней для них перспектива использовать портативную искусственную почку AWAK (Aautomated, Wearable Artificial Kidney — «Автоматизированная носимая искусственная почка»), которая просто крепится к поясу. Разработанная Мартином Робертсом (Martin Roberts) и Дэвидом Ли (David Lee), она работает даже эффективнее обычных процедур диализа, поскольку действует без перерыва 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Совсем как живая.

6. «Умная» нога

Нога — совсем не та часть нашего тела, от которой мы ожидаем какой-то «разумности», но искусственный сустав RHEO, разработанный Хью Херром (Hugh Herr) и Арии Вилкенфельдом (Ari Wilkenfeld), действительно обладает собственным «умом», пускай и искусственным. Более ранние варианты оснащенных электроникой протезов требовали длительного и сложного предварительного программирования, чтобы «подогнать» их работу к особенностям конкретного пациента. А протез RHEO дарит им комфортабельное и естественное движение самостоятельно, обладая способностями научения, анализируя индивидуальную манеру ходьбы и «понимая» даже, по какой поверхности человек идет и автоматически меняя параметры своей работы.

5. Новая рука

Впервые за всю историю люди, пережившие ампутацию руки, могут пользоваться протезом почти так же, как и потерянной конечностью, — управляя ею с помощью мысли. «Бионическая рука», разработанная Тоддом Куйкеном (Todd Kuiken), соединяется с мозгом посредством двигательных нервов, которые ученые сумели соединить с искусственными «нервами» протеза. Человеку достаточно подумать о том, что надо бы пошевелить рукой: нерв передаст сигнал на электроды бионической руки, и та действительно пошевелится! Профессор Куйкен сейчас продолжает совершенствовать свою разработку, пытаясь добавить в нее обратную связь — датчики температуры, вибрации и давления, которые передавали бы ощущения прямо в мозг человека.

4. Сверхчеловечный вкус

Наш язык — довольно мощный датчик разных химических соединений, но и крайне субъективный. А ведь нередко требуется точная и объективная оценка вкуса — например, производителям пищи или виноделам. В этом им поможет разработанный Деном Нейкирком (Dean Neikirk) «электронный язык», предназначенный для анализа жидкостей и определения их точного химического состава. Устройство это покрыто микросферами — крохотными сенсорами, изменяющими свой цвет под воздействием определенных веществ, например, конкретных углеводов. В результате получилась система, может, и неспособная заявить: «Вкусно!» — но вполне подходящая, чтобы выявить, содержит ли продукт определенные вещества, делающие его вкусным для нас. Напомним, что существует и аналогичная, но более «бесчеловечная» разработка специально для виноделов: «Цифровой дегустатор».

3. Портативная поджелудочная

Искусственная поджелудочная железа, способная отслеживать содержание сахара в крови и регулировать уровень инсулина, должна появиться в продаже уже в ближайшие годы. Глава группы разработчиков Аарон Ковальски (Aaron Kowalski) говорит, что созданная ими система просто соединила две уже известных технологии — инсулиновый насос и датчик уровня сахара (глюкозы). Устройство, безусловно, станет важным подспорьем в жизни больных инсулин-зависимой формой диабета и избавят их от множества неприятных и даже болезненных последствий этого заболевания.

2. Искусственно выращенная кость

Еще в 1960-х ученые выделили белки, которые играют роль «сигналов роста» для костной ткани в ходе восстановления ее после травм. К сожалению, использование этого открытия на практике оказалось не слишком удачным: то появлялась не та форма ткани, то она росла не там, где нужно… Только в 2005 г. исследователи решили проблему, используя для этого дополнительный белок, контролирующий активацию факторов роста только в определенных (нужных) клетках. Белок UCB-1 сейчас начинает все активнее использоваться для заживления травм и выращивания новой кости — прежде всего, самой важной, позвоночника.

1. Бионический глаз

Для полностью слепых людей уже способность различать степень освещения, общие формы и движения объектов может принести подлинную радость и сделать жизнь более полнокровной. В этом помогут сразу две разработки — «глазные протезы» Argus II (уже проходящие клинические испытания) и система Джона Пезариса (John Pezaris). Последняя использует видеокамеру, которая по беспроводной связи передает информацию на имплантированные слепому электроды. Эта система находится еще на ранних стадиях разработки и вообще не требует вмешательства нефункционирующего глаза. Заметим, что и тот, и другой протез лучше действуют эффективнее на людях, некогда имевших зрение, а не слепых от рождения. Таким, возможно, поможет другой подход, основанный на выращивании глаза из стволовых клеток — мы рассказывали о нем в заметке «Глаз в пробирке».

По публикации Live Science