Вживлённый в руку чип, открывающий двери, глаза, способные видеть в темноте, способности к регенерации — будущее из фантастических фильмов, которое уже стало настоящим.
Человек — хрупкое создание. И недолговечное. Со временем кожа теряет эластичность, кости становятся слабыми, органы изнашиваются. Так уж вышло, что мы сделаны из мяса. Но с этим можно что-то сделать, и сегодня мы об этом расскажем.
Биохакинг — это по сути взлом тела, улучшение организма, вроде апгрейда компьютера.
Начнём с биомеханических протезов, которые помогают людям с ограниченными возможностями.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, почти у миллиарда жителей Земли есть нарушения функций организма, которые препятствуют нормальной физической активности и мешают социальной жизни. Помимо этого, более 50 миллионов человек в год становятся инвалидами. Современные нейропротезы могут существенно уменьшить эти потери.
Отличный пример усовершенствования биотехнологий — бионическая рука bebionic 3. Каждый палец руки имеет собственный мотор, расположенный так, чтобы уравновесить само устройство. Микропроцессор следит за положением каждого пальца. Всего предусмотрено 14 хватов для ежедневных дел. Пользователь может контролировать скорость и силу хвата, чтобы, например, не разбить яйцо или не сломать одноразовый стаканчик. В руке есть функция «автозахвата» — если процессор понимает, что предмет сейчас выпадет из протеза, он усиливает хват автоматически.
В этом видео Найджел Экленд показывает, как он выполняет мелкие обыденные задачи бионической рукой.
«На полном заряде протезы проработают в течение дня. Вечером перед сном их нужно снимать и ставить батарею на зарядку», — рассказали в BeBionic.
Это один из минусов — людям приходится снимать устройства при отходе ко сну. Гарантия на подобную бионическую руку — один год, но её можно расширить до пяти лет. Облегчить протез позволяют алюминий и углепластик. Рука выдерживает нагрузку до 45 кг. Разработчикам удалось даже добавить одну интересную функцию: рука крутится на 360 градусов.
Идеальный протез должен обладать теми же свойствами, что и настоящая конечность – он должен так же двигаться и, что немаловажно — чувствовать. Относительно подвижности удалось добиться значительных успехов, но как быть с чувствительностью? Мы чувствуем жар и холод, можем отличить ткань от наждачки благодаря множеству специальных рецепторов, расположенных в коже и связанных с мозгом. Возможно ли сделать аналогичную систему чувствительности в протезе?
Группа исследователей из Западного университета Кейза (США) утверждает, что им удалось сделать более чувствительный протез по сравнению с существующими аналогами. При создании использовались более десятка датчиков давления, которые преобразовывали электрические импульсы разной силы и длительности. Эти импульсы передавались нервам через электроды, имплантированные под кожу. Каждый электрод соединяется только с одним нервом, но точек соединения между ними много. В результате конструкторы добились большей детализации ощущений: человек теперь может отличить, чем именно он трогает поверхность, искусственным указательным или искусственным большим пальцем. Более того, добровольцы с искусственными руками могут отличать, гладкую поверхность от грубой. Если рука лежит одновременно на двух поверхностях, человек может сказать, какая часть руки чувствует.
Выглядит эта рука вот так:
А тем временем в Нидерландах использовали новую технику установки протеза руки. Протез соединили непосредственно с костью пациента, а управление искусственной конечностью осуществляется силой мысли. Первым пациентом, получившим такой протез, стал Йохан Баггерсман. Управление протезом силой мысли проходит благодаря подсоединению нервных окончаний пациента к разъёму с bluetooth-передатчиком. В итоге Йохан может полностью управлять движениями протеза, просто думая о необходимых действиях. Правда, этому предшествовал долгий процесс тренировки.
Современные средства и технологии способны сделать из человека «с ограниченными возможностями» человека «с дополненными возможностями». В подобные руки уже встраивают устройства записи и воспроизведения звука, датчики, позволяющие дистанционно управлять другими устройствами, а программное обеспечение позволяет связывать руку с другими устройствами — например, принимать звонки. Протез можно менять, устанавливая различные насадки — к примеру, барабанную палочку и кошку, с помощью которой можно лазать по отвесным стенам.
Больших успехов добились также и создатели биомеханических ног.
Одна из успешно реализованных разработок — eLEGS, уникальный экзоскелет с искусственным интеллектом, который дает возможность людям передвигаться без использования инвалидной коляски.
Экзоскелет eLEGS работает от литий-кобальтовых батарей и оборудован четырьмя электродвигателями, сигналы на которые передаются от бортового компьютера. Процессор обрабатывает информацию с датчиков, определяющих намерения пользователя в зависимости от прилагаемых им усилий для совершения движений.
Совсем другой уникальный бионический протез создал Хью Герр, потерявший ноги в 17 лет во время неудачной экспедиции в ледяных горах.
«Передовая бионика позволяет бегать, покорять горы и танцевать», — говорит Хью Герр.
На сцену он вышел на двух механических протезах, уверенно держался на них и даже несколько секунд бежал на месте.
«Если напрячь ногу, сенсоры зафиксируют мышечную активность и протез станет «жестким». Если расслабить — «мягким». За счет этого ходьба получается довольно естественной», — рассказывает Герр.
Благодаря команде Хью танцовщица Эдриан Хаслет-Дэвис, которая лишилась левой ноги во время взрыва на Бостонском марафоне, теперь снова может танцевать.
На данном этапе важно решить проблему чувствительности подобных протезов. В настоящее время сразу в нескольких институтах мира ведутся разработки искусственной электронной кожи. Некоторые прототипы уже могут симулировать ощущение прикосновения, но еще нужно решить множество вопросов — например, сделать материал достаточно гибким.
Теперь перейдём к разработкам, которые взаимодействуют непосредственно с реализацией возможностей организма.
Если отрастающий со временем хвост у ящерицы уже никого не удивит, то отросшие заново фаланги пальца у человека — удивить точно смогут. Совсем фантастикой покажутся слова о том, что это произошло благодаря стенке мочевого пузыря свиньи. Точнее, матриксу.
Мочевой пузырь свиней — один из перспективных материалов, необходимых для выращивания новых органов, тканей и конечностей. Для мясной промышленности это побочный продукт, но если отмыть мочевой пузырь от клеток, останется межклеточный матрикс, густая сеть белковых волокон, придающих ткани структуру. Именно его используют в экспериментах по регенерации конечностей.
Одна из многочисленных исследовательских групп, занятых вопросом регенерации — команда Стивена Бадиляка.
«Любая женщина способна вырастить целого человека за девять месяцев. Нам нужна всего лишь его отдельная часть», – говорит Бадиляк.
В провинциальном городке США живет уникальный человек Ли Спивак — он, лишившись фаланги пальца, смог отрастить его заново. Восстановились чувствительность и подвижность пальца, а ногти и даже отпечатки оказались такими же, как и были до травмы. Ли Спивак по неосторожности сунул палец в работающий пропеллер модели самолета и лишился кончика пальца. На помощь пришёл его брат, работающий в университете Питтсбурга. Спивак использовал матрикс в виде пластин и порошка, чтобы отрастить травмированный палец заново.
Технология ещё на стадии разработки, но в планах ученых — научиться регенерировать не только части пальцев, но и целые органы или обожженную кожу.
Еще одна интересная разработка связана со способностью видеть в темноте. Эксперимент проводился группой учёных в Калифорнии.
Команда создала раствор, способный «улучшить зрение в условиях низкой освещенности». Добровольцем стал Габриель Лицина. В каждый глаз Габриеля закапали по 50 микролитров специальной жидкости, смеси хлорин Е6, инсулина и соленого раствора. Почти в полной темноте эта жидкость позволила испытуемому видеть все в радиусе 50 метров.
Из-за чёрной окраски раствора глаза испытуемого стали чёрными. Затем жидкость впиталась, и глаза через время обрели свой привычный окрас. По словам Лицина, вначале он видел всё в зеленовато-чёрных тонах и слегка размыто, но уже в течение часа после использования он смог намного чётче видеть в условиях низкой освещенности. Чтобы проверить это, Габриеля и четырех добровольцев, на которых не применяли капли, отправили в тёмную зону.
Всех добровольцев попросили найти в темноте неподвижные и подвижные вещи. Кроме этого, их попросили найти движущихся людей в роще. Четыре добровольца, которым не капали в глаза специальный раствор, смогли заметить примерно треть предметов и людей, а мужчина с «улучшенным зрением» смог дать стопроцентный результат. Уже на следующий день зрение Габриэля вернулось к нормальному состоянию.
Люди научились менять и переделывать свое тело. Спираль технологий закручивается. Одни обретают потерянные возможности, другие стараются достичь ранее недоступных способностей тела. Успехи биохакинга в настоящем доказывают, что в будущем человечество сможет изменить свою природу и достичь трансгуманизма — шагнуть на новую ступень эволюции.
Если, конечно, не уничтожит себя до этого времени.
Роман Егоров