Поиск планет, подобных Земле.

Новая теоретическая модель упрощает поиск планет, подобных Земле

Ученые из Берна разработали метод, который упрощает поиск планет, подобных Земле. Он предполагает ограничение рамок благодаря использованию теоретических моделей для определения условий жизни, подобных Земным, и, следовательно, собственно жизни на определенных планетах, которые находятся за пределами солнечной системы.

"Вопрос, обитаемы или нет так называемые экзопланеты, очень непростой, потому что мы не знаем всех условий, которым должна удовлетворять планета для того, чтобы быть пригодной для жизни", - заявляет Янн Эйлиберт (Yann Alibert) из Центра Космоса и Обитаемости (CSH) Университета Берна.

Вот почему ученый из Берна воспользовался в своем исследовании альтернативным подходом. Основываясь на массе и радиусе планеты, Янн Эйлиберт смог выделить критерии, исключающие возможность существования жизни в той форме, которая нам известна. Для этого необходимы такие данные, как, во-первых, масса (ее можно узнать, например, при помощи спектрографа HARPS, который находится в Чили). С 2017 года телескоп "CHEOPS", который разрабатывается и создается под руководством ESA и CSH, будет использоваться для точного определения радиуса определенных планет, - еще одно обязательное условие. Благодаря методу Янна Элиберта, имея данные, полученные HARPS и CHEOPS, можно будет вычислить, является ли планета пригодной для жизни. "Эта теоретическая модель поможет астрономам в поиске планет, подобных Земле, сконцентрировать внимание на действительно перспективных кандидатах", - говорит Эйлиберт.


Два условия, необходимые для существования жизни на планете, основа всех существующих моделей: вода в жидкой форме и так называемый углеродный цикл. Углеродный цикл – это геологический процесс, который регулирует уровень содержания двуокиси углерода в атмосфере планеты и, следовательно, ее поверхности: в океане CO2 в растворенной форме вступает в химическую реакцию и затем переносится в мантию Земли. Из-за высокой температуры земной мантии двуокись углерода высвобождается в атмосферу во время вулканических извержений.



Если радиус планеты с «подходящей» массой очень велик, то ее плотность будет очень низкой. Следовательно, на этой планете не будет либо углеродного цикла, либо воды в жидкой форме. Причина этого – в том, что низкая плотность - индикатор большого количества газа и/или воды. Если планета по большей части состоит из газа, то атмосферное давление на планете будет таким высоким, что вода не сможет существовать в жидкой форме.

Если планета покрыта большим количеством воды, то давление на дне океана возрастет настолько, что вода перейдет в форму "лед VII", которая не существует на Земле. Плотность "льда VII" настолько велика, что он оседает на дне океана, формируя там барьер между породой на дне океана и водой над ним, и тем самым препятствуя углеродному циклу.

"Наше исследование показывает, что планета, которая состоит из газа или воды, не подходит для жизни", - объясняет Янн Эйлиберт.

Самый большой радиус, при котором допускается существование воды и углеродного цикла, зависит от массы планеты: планета с такой же массой, как Земля, может иметь радиус, превосходящий земной максимум в 1,7 раз, включая газ и гидросферу. "Супер-Земля", в 12 раз более массивная, чем наша планета, может иметь радиус в 2,2 раза больше земного. Однако, согласно данным Эйлиберта, в основном до сих пор были обнаружены экзопланеты большего размера. В ближайшем будущем благодаря высокой чувствительности CHEOPS, можно будет обнаружить не такие большие, и, следовательно, более перспективные в этом плане планеты.

Транкриниальная стимуляция мозга помогает избавиться от никотиновой зависимости.

Магнитная стимуляция мозга помогает бросить курить, выяснили ученые

Магнитная стимуляция мозга помогает заядлым курильщикам отказаться от сигарет, сообщает британская газета Guardian.

Авраам Занген (Abraham Zangen) из Университета имени Бен-Гуриона в Негеве (Израиль) и его коллеги для своего пилотного исследования набрали 115 добровольцев в возрасте 21–70 лет, которые выкуривали как минимум 20 сигарет в день.

До начала исследования испытуемые уже безуспешно пытались бросить курить с помощью медикаментов, никотиновой жвачки и пластыря, а также психотерапии.

Курильщиков разделили на три группы. Испытуемым из первой группы ученые делали высокочастотную магнитную стимуляцию мозга по 15 минут каждый рабочий день в течение двух недель, плюс три сеанса на третьей неделе. Вторая группа с той же периодичностью проходила сеансы низкочастотной магнитной стимуляции. Участники третьей, контрольной, группы были уверены в том, что их мозг тоже стимулировали, однако на самом деле ученые проводили процедуру при выключенном оборудовании.

Ученые воздействовали на такие зоны, как префронтальная кора и островковая область коры головного мозга. Перед каждым сеансом ассистент зажигал сигарету и затягивался на глазах у испытуемых, чтобы усилить их желание курить. Таким образом исследователи надеялись усилить эффект стимуляции мозга.

Наиболее впечатляющим был результат высокочастотной стимуляции: 44% испытуемых бросили курить после трехнедельного курса и 36% спустя полгода не вернулись к этой привычке. У испытуемых, которым делали «фальшивую» стимуляцию, наблюдался эффект плацебо: в среднем они сократили количество сигарет с 26 до 20 в день. Аналогичные результаты были у курильщиков, которым делали низкочастотную стимуляцию.

Ученые подчеркивают, что для проверки эффективности процедуры нужны масштабные исследования в нескольких клиниках разных стран, которые они планируют начать в течение нескольких месяцев. Кроме того, они отмечают, что процедуру нужно проводить в составе психотерапевтической программы для курильщиков.

Гении современности. Интервью с Крейгом Вентером.

Крейг Вентер: «Меня пугают не столько новые технологии, сколько упущенные возможности»

Один из пионеров расшифровки человеческого генома и создатель первого синтетического организма рассуждает о прошлом, настоящем и будущем синтетической биологии.

Имя Крейга Вентера в современной науке более чем известно: достаточно сказать, что об этом учёном, по сей день активно работающем, есть статья в русскоязычной Википедии (хотя по объёму она явно уступает англоязычной заметке). Г-н Вентер стоял у истоков расшифровки человеческого генома в начале 2000-х, а в 2010 году сообщил о создании синтетического организма с минимально возможным набором генов. При этом его деятельность часто носила оттенок скандальности: расшифровкой генома человека он занимался независимо от «официального» международного проекта, и у многих метод Вентера не вызывал доверия. Кроме того, он рассчитывал использовать всё это в медицинско-коммерческих целях. Его компании удалось прочитать человеческий геном даже раньше конкурентов, но вскоре после этого г-н Вентер был вынужден уйти из неё.

Крейг Вентер (фото Erica Berger).

Выдающиеся организаторские и научные способности вместе с вольной или невольной скандальностью делают Крейга Вентера действительно крупной фигурой в современной науке. Недавно учёный выпустил книгу «Жизнь со скоростью света: от двойной спирали к цифровому бытию» («Life at the Speed of Light: From the Double Helix to the Dawn of Digital Life»), в которой среди прочего описал историю создания первого синтетического организма. В интервью, данном журналу Wired, можно узнать не только о содержании этого труда, но и о том, что исследователь думает о настоящем и будущем синтетической биологии, научно-этических проблемах и даже... о жизни на Марсе.

— В «Жизни со скоростью света» вы утверждаете, что человечество входит в новую фазу эволюции. Что вы под этим понимаете?

— Индустриальная эпоха заканчивается, переходя в эпоху биологического дизайна. Уже сейчас ДНК существует в виде оцифрованных данных. Благодаря развитию генетической инженерии — и синтетической биологии — мы можем манипулировать ДНК как нам заблагорассудится, а благодаря оцифровке биологической информации способны передавать её с помощью электромагнитных волн куда угодно, как если бы у нас был «биологический телепортер». Геном — это что-то вроде программного обеспечения клетки, и чем больше мы про него знаем, тем лучше понимаем, как работает клетка. Более того, мы можем отредактировать этот «софт» так, чтобы изменить работу «железа», то есть клеточных молекулярных машин.

— Из всего того, что вы сделали за последние двадцать лет, что вам кажется наиболее важным?

— Проект по созданию синтетической клетки. Но если попробовать выделить какое-то одно исследование, которое больше остальных расширило бы мои представления о жизни, то это работа 2007 года Genome Transplantation in Bacteria: Changing One Species to Another, которую мы с командой опубликовали в Science. В ней мы не просто убедились, что манипуляцией с ДНК можно превратить один вид в другой: после неё стало окончательно понятно, что с геномом можно обращаться как с программой, и именно эта работа заложила основы для создания синтетической клетки.

— В вашей книге есть впечатляющие примеры неудач, с которыми вы сталкивались на пути к синтетическому организму. Какое из разочарований было самым сильным?

— Когда мы только начинали работу над синтетическим организмом JCVI-syn1.0, то выбрали в качестве отправной точки бактерию Mycoplasma genitalium — из-за её исключительно маленького генома (до недавнего времени M. genitalium считалась по этому параметру чемпионом среди живых организмов, не считая вирусов. — Прим. К. С.). Но тут оказалось, что M. genitalium в лабораторных условиях растёт чрезвычайно медленно. Если, скажем, кишечная палочка делится раз в 20 минут, то M. genitalium для этого требовалось 12 часов. Следовательно, вместо того чтобы узнать результат эксперимента на следующий день, нужно было ждать несколько недель. Я чувствовал, что весь тяжелейший труд, потраченный на эту бактерию, закончится ничем, и мы переключились на Mycoplasma mycoides, геном которой раза в два больше, чем у M. genitalium, зато и растёт она гораздо быстрее.

— Многие из ваших коллег были весьма впечатлены вашей работой; одни восторгались самим появлением искусственной клетки, другие — техническими ухищрениями, которые были при этом использованы. Но были и такие, которые отнеслись к синтетическому организму довольно пренебрежительно: дескать, это совсем не то, что создание жизни «с нуля».

— Говорящие так не слишком отдают себе отчёт в том, что в данном случае означает выражение «жизнь с нуля». Возьмём, к примеру, кекс. Вы можете купить готовый. Можете взять специальную смесь, в которую нужно добавить лишь яйца, масло и воду. Можете «собрать» кекс из индивидуальных ингредиентов: муки, сахара, соли, молока, соды и т. п. Это, пожалуй, можно считать изготовлением кекса «с нуля». Но вряд ли кто-то при этом будет синтезировать соду из натрия, углерода, водорода, кислорода. Если перенести требование «абсолютного нуля» на синтетический организм, то не придётся ли нам заняться сборкой белков, липидов и нуклеиновых кислот даже не из предшественников-мономеров, а из тех же самых простейших элементов периодической таблицы?

— Есть параллельные исследования, посвящённые созданию синтетических организмов, но в виртуальном мире (о чём вы упоминаете в своей книге). Насколько удовлетворительны такие модели?

— Виртуальные клетки уже успели подтвердить свою «компетентность»: они действительно помогают узнать больше о том, что происходит в реальности. Вообще эти исследования начались в 1996 году, когда Масару Томита вместе со своими сотрудниками начал работать с только что расшифрованным геномом Mycoplasma genitalium и запустил так называемый E-Cell Project. Самые последние труды говорят о том, что исследователи способны на основании геномной информации создать виртуальную клетку, которая будет довольно близка к настоящей.

— Вас постоянно вовлекали в дискуссии об этических аспектах создания синтетических организмов. Имеет ли смысл говорить об этом сегодня?

— Проблема исследовательской ответственности сопровождает любое открытие и любую технологию, и все подобные вопросы можно было бы адресовать, например, тому, кто первым добыл огонь. Буквально каждые несколько месяцев проходят разные публичные мероприятия, посвящённые этическим проблемам, сопряжённым с новыми технологиями. Разумеется, важно прилагать все усилия во всех общественных областях, от образования до политики, чтобы новые технологии оставались не только эффективными, но и безопасными. Но за общественными дискуссиями не следует забывать, что синтетическая биология может дать ответы на ключевые вопросы медицины, экологии и прочих областей науки, касающихся всех и каждого.

— В чём кроется бóльшая опасность — в исследовательских ошибках или в злонамеренном использовании результатов биологических исследований?

— Меня больше заботят случайные утечки научной информации. Синтетическая биология, во-первых, во многом полагается на исследователей небиологического профиля, математиков и инженеров, чьи познания в биологии не так уж высоки. Во-вторых, молекулярно-биологические методы сегодня сверхдоступны; набор для проведения полимеразной цепной реакции позволяет провести эту самую реакцию едва ли не на кухне. И всё это биологическое знание может легко оказаться за пределами структур — правительственных, коммерческих, образовательных, — которые обеспечивают безопасность и культуру научных исследований. Последствия таких «биоинформационных утечек» непредсказуемы — особенно если речь идёт о «программируемой жизни».

Синтетический организм JVCI-syn1.0, созданный Крейгом Вентером и его сотрудниками на основе бактерий микоплазмы (фото Dr. Thomas Deerinck).

— Не отказаться ли нам тогда вообще от синтетической биологии?

— Всё-таки мой самый большой страх связан не с тем, что технологии нам навредят, а с тем, что мы упустим возможности, которые они нам предоставляют. С их помощью мы можем решить, например, важнейшие проблемы, связанные с перенаселением и экологическими изменениями на планете.

— Вы работали над тем, как превратить информацию из ДНК в цифровой сигнал и передать такой сигнал на машину, которая на его основе реконструирует живой организм...

— Сейчас мы можем отдать цифровой ДНК-код программе, которая способна восстановить, синтезировать эту последовательность; такие эксперименты мы ставим в нашей компании Synthetic Genomics (г-н Вентер основал Synthetic Genomics вместе со своим давним коллегой, нобелевским лауреатом Хамилтоном Смитом. — Прим. К. С.). Аппарат-синтезатор создаёт короткие ДНК-последовательности, которые потом соединяются специальным роботом-сборщиком. Синтез фрагментов ДНК, внесение в них специальных знаков, определяющих их итоговую последовательность, сборка — всё это выполняется автоматически. Мы используем мобильную лабораторию, которая позволяет брать образцы почвы, анализировать в них ДНК; полученная информация образует своеобразное «облако». Сведения из такого облака можно передать на следующий блок, который будет комбинировать из них программу нового организма.

— Что может дать эта технология с практической точки зрения?

— Самое очевидное применение — создание противовирусных вакцин. Когда в 2009 году разразилась пандемия свиного гриппа, за полгода были созданы сотни миллионов препаратов вакцины — но даже этого было мало: тогда, напомню, погибло 250 тыс. человек. При производстве вакцины вирус растёт в оплодотворённых куриных яйцах, процесс занимает 35 дней. Чем сильнее, чем «патогеннее» вирус, тем более критичным будет время, которое тратится на разработку вакцины.

Сейчас мы вместе с компанией «Новартис» как раз заняты тем, чтобы ускорить этот процесс с помощью нашего метода. Геном вируса полностью прочитывается, после чего в нём выбираются гены, которые могут послужить хорошим материалом для вакцины, — как, например, гены белков оболочки. Эти белки далее тестируются на иммунитете: насколько сильный иммунный ответ они вызывают. Информационная работа с вирусом позволяет создать вакцину менее чем за пять дней. В принципе, метод был опробован ещё в 2011 году и с тех пор показал свою эффективность на множестве штаммов гриппа.

— А ещё вы занимаетесь проблемой лекарственной устойчивости бактерий...

— Да, страх перед универсально устойчивыми бактериями заставляет многих говорить о том, что мы скоро узнаем, как жилось нашим предкам без антибиотиков. Однако хорошая альтернатива антибиотикам — это фаги. Каждые несколько дней половина всех бактерий на Земле погибает от фагов. С точки зрения медицины у фагов есть преимущество перед антибиотиками: они высокоспецифичны и не бьют по хорошим симбиотическим бактериям. Однако бактерии, в свою очередь, вырабатывают устойчивость и к фагам. Кроме того, сам организм человека стремится избавиться от них как можно скорее. Опять же информационные манипуляции с ДНК позволяют решить эти проблемы: нужно лишь создать необходимую программу для фага. Разумеется, для этого нужно перебирать множество вариантов, но наш метод позволяет проектировать и создавать до 300 новых фагов в день, так что много вариантов не проблема.

Хотя сейчас мы ограничены небольшими организмами — вирусами и бактериальными клетками, в будущем собираемся перейти к более сложным системам, вплоть до тканей...

Очевидно, что конструирование и переконструирование организмов с помощью «ДНК-софта» и впрямь может открыть перед нами эру биологического дизайна. Однако амбиции Крейга Вентера одной лишь нашей планетой не ограничиваются. ДНК-конструкторы и ДНК-передатчики могли бы сильно упростить жизнь, к примеру, марсианским колонистам, которым не пришлось бы тащить с собой с Земли растения и бактерии, что называется, «на развод». Судя по тому, что исследования г-на Вентера спонсирует НАСА, американские космические чиновники прониклись масштабом идеи.

Однако г-н Вентер рассчитывает на большее: он полагает, что методы расшифровки и анализа ДНК позволят обнаружить жизнь на других планетах. В том числе, как это ни парадоксально, и на Марсе. Да, г-н Вентер — один из тех, для кого вопрос «Есть ли жизнь на Марсе?» до сих пор не потерял своей актуальности. По мнению Крейга, жизнь в космосе не нашли до сих пор просто потому, что плохо искали. Он упоминает о своей работе с BP, когда в образцах воды, поднятых из метановых месторождений на глубине 2,2 км, обнаружилось невиданное изобилие микробов — почти такое же, по его словам, как в океане. И если уже в недрах Земли творится такое, то почему бы бактериям не жить и в глубинах Марса?..

Впрочем, чтобы не углубляться в обсуждение вопросов, есть ли жизнь на Марсе и обязательно ли она должна быть ДНК-белковой, на этом мы и закончим рассказ о Крейге Вентере — несмотря ни на что, выдающемся учёном нашего времени.

Подготовлено по материалам Ars Technica.

Кирилл Стасевич

Квантовое состояние просуществовало в тысячу с лишним раз дольше прежнего рекорда.

Квантовое состояние просуществовало при комнатной температуре рекордное время

Александр Березин

Новый результат в тысячу с лишним раз превышает прежнее достижение.

Группа учёных во главе с Майком Тевальтом (Mike Thewalt) из Университета Саймона Фрезера (Канада) использовала для хранения квантовой информации спин ядра атомов фосфора, помещённых в кристалл кремния.

Идея применения ядерного спина для хранения кубитов не нова, и при очень низких температурах время существования такого кубита оказывалось довольно большим. Но стоило поднять температуру хотя бы до 10 К — и декогеренция начиналась через считанные миллисекунды.

Связанный экситон, использованный г-ном Тевальтом и Ко в эксперименте, в представлении художника (иллюстрация Stephanie Simmons).

Главная причина нарушения квантового состояния с повышением температуры — тепловой «шум», и с целью избавиться от него группа г-на Тевальта выбрала атомы фосфора в кремниевой среде. В таких условиях фосфор быстро теряет электроны, и тем самым между ядерным спином атома и окружением исчезает важный «мостик» передачи «шума».

Но у такой технологии есть и недостатки: ядерный спин в «изоляции» защищён от воздействий внешней среды так хорошо, что прочитать его или перезаписать тоже не удаётся. Зачем тогда это нужно? Физики взялись обмануть природу, провернув операцию в две фазы. При 4,2 К они использовали лазерное и радиоволновое воздействие, чтобы привести нейтральные атомы фосфора в специфическое квантовое состояние, а затем лазерным импульсом ионизировали атомы фосфора, лишая их электронов. После этого кристаллы кремния, в которых находился фосфор, нагревались до комнатных 298 К.


Ну хорошо, записать это удалось, но как узнать, случилась ли уже декогеренция или кубит всё ещё функционирует? Спиновые эхо-измерения с помощью радиоимпульсов позволили достоверно выяснить, не разрушилось ли квантовое состояние у иона фосфора. Измерения такого рода показали, что декогеренция наступила только через 39 минут. Это выше, чем прежний рекордный результат, равный двум секундам. Более того, в повторном эксперименте с тем же образцом, проведённым по той же методике, но при 4,3 К, декогеренцию удалось зарегистрировать только через три часа.

Разумеется, нам интереснее время существования кубита при комнатной температуре. Может показаться, что 39 минут — это не много, но, учитывая, что изменение ядерного спина иона фосфора занимает 10 микросекунд, за это время теоретически можно выполнить огромное количество операций. Суперпозиция подверглась бы 1-процентной вероятности распада за 20 млн операций подряд, что для нынешних квантовых компьютеров более чем внушительная цифра. В ближайшее время команда г-на Тевальта намерена проработать тот же подход с атомами висмута, мышьяка и другими элементами в кремниевой среде.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.

Подготовлено по материалам Physicsworld.Com. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Александр Березин

Протезам сетчатки увеличивают разрешение

Протезам сетчатки увеличивают разрешение

Перед имплантатами сетчатки разворачиваются всё более широкие перспективы: пока одни исследователи убеждаются в новых возможностях уже имеющихся заменителей сетчатки, другие работают над очередным поколением таких протезов, обладающих чуть бόльшим разрешением.

Глаза — один из самых сложных органов, и нейробиологи до сих пор выясняют, как визуальные стимулы превращаются в нём в подробные информационные сообщения, доступные для понимания мозга. При этом трудно найти орган, который был бы столь же хрупким, как глаз. Расстройства зрения — одни из самых распространённых болезней, и чтобы убедиться в этом, достаточно посчитать, скольких людей в очках вы можете встретить за день.

Однако самые серьёзные неприятности со зрением — это не проблемы, скажем, с хрусталиком (та же близорукость), а заболевания сетчатки. Это и макулодистрофия, и пигментный ретинит, и многое другое. Появление этих недугов зависит от разных причин, от возрастных до генетических, но в одном они похожи: каждая такая болезнь сопровождается гибелью фоточувствительных и проводящих клеток сетчатки. В случае, например, с пигментным ретинитом (наследственным заболеванием, поражающим одного из 4 тыс. человек в США) у больного ухудшается острота зрения, он начинает всё хуже видеть в темноте, пропадает боковое зрение — и около четверти больных заканчивают слепотой.

Схема работы устройства, имитирующего сетчатку и состоящего из внешней камеры и посаженного на глаз микрочипа, который стимулирует клетки глазного нерва (рисунок Florida International University).

Заболевания сетчатки не были бы столь неприятны, если бы мы могли их лечить, однако до сих пор в таких случаях всё ограничивается поддерживающей терапией и попытками по возможности замедлить болезнь. С потерей же фоторецепторов приходится мириться: что пропало, то пропало.

Однако в последнее время в связи с успехами в клеточных нейробиологических технологиях учёные всё чаще задумываются о том, как восстановить утраченные фоторецепторы. Самый очевидный выход — использовать стволовые клетки, которые могут превратиться в нужные клетки сетчатки. И здесь, надо сказать, есть впечатляющие успехи: во-первых, таким образом удалось вернуть хоть какое-то зрение полностью слепым мышам; во-вторых, получилось доказать безопасность применения стволовых клеток в сетчатке человека — у больных не развивалось ни опухолей, ни ненужных иммунных реакций. Ну и, конечно, нельзя не упомянуть амбициозную попытку японских учёных вырастить в пробирке готовый глаз, хотя эта работа важна скорее в фундаментальном, нежели практическом, клинико-медицинском смысле.

С другой стороны, есть нейрокомпьютерные решения этой проблемы, основывающиеся на простом соображении: раз у нас, считай, нет сетчатки, то нельзя ли просто заменить её электронным протезом? Одно из таких приспособлений было создано компанией Second Sight: её Argus II стал первым «заменителем сетчатки», рекомендованным к широкому использованию Министерством здравоохранения США. Хотя клинические испытания Argus II прошли успешно, возможности этого аппарата всё ещё изучаются. И одно из таких исследований было представлено на ежегодном съезде Американской офтальмологической академии исследователями, возглавляемыми Ивонной Ло из Глазной больницы Мурфилдс (Великобритания).

Argus II состоит из миниатюрной видеокамеры на очках и устройства, которое беспроводным образом передаёт визуальную информацию на электронный имплантат. Задача имплантата, вживлённого в глаз, — стимулировать клетки, собирающие информацию в зрительный нерв, в соответствии с инструкциями, полученными от «внешнего устройства». Электродов, которые стимулируют клетки сетчатки, у Argus II целых 60.

В эксперименте участвовали восемь пациентов, почти лишённых зрения из-за дегенерации сетчатки. Им нужно было отличить друг от друга два предмета (белый и металлический), расположенные на тёмном фоне; в другом варианте опыта следовало различить два предмета, контуры которых были дополнительно выделены. Сначала человек пытался проделать это с выключенным нейрооптическим устройством, потом — с включённым, но работающим с помехами и, наконец, с нормально работающим устройством.

Без камеры и имплантата различить два предмета удавалось в 12,5% случаев в первом опыте и в 9,4% — во втором. С плохо работающим устройством процент успеха поднимался до 26,2% и 20,7% соответственно. Наконец, с нормально функционирующим устройством точность различения достигала 32,8% в первом случае и 41,4% — во втором. В исследовании участвовали люди с самой тяжёлой формой пигментного ретинита, и то, что они смогли различить весьма похожие объекты, которые к тому же были неподвижны, не может не впечатлять.

Сетчатка-микрочип, разработанная профессором Кинзи Джонсом и его сотрудниками из Флоридского международного университета (фото fiu).

Возможности Argus II, как уже сказано, продолжают исследоваться, и учёным только предстоит убедиться, что у пациентов не возникает никаких побочных эффектов после вживления имплантата, а само устройство вполне надёжно и не требует переустановки. Однако Second Sight не единственная компания, занимающаяся разработками в этой области; вполне успешную конкуренцию ей составляет Boston Retinal Implant Project (США) с участием исследователей из Гарварда, Массачусетского технологического института, Флоридского международного университета и др.

Во всех устройствах такого рода должен быть микрочип, который будет передавать внешние сигналы на клетки, образующие глазной нерв. Это происходит с помощью электродов, ведущих от микрочипа к клеткам, и у Argus II таких электродов, напомним, шесть десятков. Однако понятно, что чем больше электродов, тем более детальным будет изображение: микрочип сможет стимулировать больше клеток и тем самым сообщать в мозг больше информации.

То есть тут с уверенностью можно предсказать борьбу за повышение числа электродов — примерно как в процессорных технологиях шла война за то, чтобы уместить как можно больше транзисторов на единице площади. И вот профессору Кинзи Джонсу (Kinzy Jones) из Флоридского международного университета вместе со своими сотрудниками удалось сделать впечатляющий шаг вперёд: их технология позволяет производить чипы уже не с 60, а с 256 электродами. Правда, пока что эта технология ждёт клинических испытаний, но, надо думать, увеличение числа «пикселов» непременно скажется на качестве «картинки», которую будет видеть человек с дефектом зрения.

Вместе с тем не стоит думать, что такие устройства — это панацея от проблем, связанных с нарушениями работы сетчатки. Какими бы серьёзными ни были успехи в создании протезов сетчатки, вряд ли такие имплантаты в обозримом будущем полностью заменят её в человеческом глазу. Поэтому одновременно проходят испытания всевозможных средств и способов, от электростимуляции до генетических лекарств, которые могли бы замедлить повреждения сетчатки и спасти как можно больше её фоточувствительных клеток.

Подготовлено по материалам Флоридского международного университета и Medical Xpress. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Кирилл Стасевич