Главная » 2011 » Декабрь » 19 » Бионные уши помогут обрести равновесие
23:02
Бионные уши помогут обрести равновесие
Спросите приятеля, какого рода ощущения свойственны человеку, — и он почти наверняка назовет вкус, осязание, обоняние, зрение и слух. О шестом чувстве — чувстве равновесия — он вряд ли вспомнит, а возможно, услышит о нем впервые от вас. А между тем утеря его может привести к драматическим последствиям — изнурительным приступам головокружения, тошноте, невозможности сохранять равновесие и фиксировать взгляд во время движения. К счастью, помочь делу смогут ушные бионные импланты, над созданием которых работают ученые. Они восстановят чувство равновесия у людей с нарушением вестибулярного анализатора — структуры внутреннего уха, которая участвует в формировании шестого чувства.
Известие о скором появлении таких протезов буквально возродило к жизни Ричарда Ганнона (Richard Gannon), слесаря-паропроводчика. Он почти полностью утратил способность сохранять равновесие семь лет назад, по-видимому, в результате вирусного заболевания.
«Выйдя на пенсию, я переехал в дом недалеко от побережья Атлантического океана, потому что очень люблю воду. Но с тех пор как меня поразил страшный недуг, я не могу ходить по прямой, особенно по песку, — говорит Ганнон. — Меня бросает из стороны в сторону, люди шарахаются от меня, как от пьяного. Стоя у кромки воды, я чувствую, что вот-вот упаду. Автомобиль тоже стал мне недоступен. Я почти не езжу и никогда не сажусь за руль с наступлением темноты. Вместо двух фар встречного автомобиля я вижу 20, дорожные знаки кажутся кометами, со страшной скоростью проносящимися мимо. Я охотно пожертвовал бы слухом, лишь бы вернуть чувство равновесия».
Единственная надежда для Ганнона и сотен тысяч больных с повреждениями внутреннего уха — последствием приема антибиотиков (например, гентамицина), химиотерапевтических препаратов, менингита или болезни Меньера — это бионные ушные импланты, в создании которых достигнут большой прогресс.

По стойке смирно!
Новый тип бионного уха во многом сходен с кохлеарным (улиточным) имплантом, который восстанавливает слух путем электрической стимуляции участков слухового нерва. Он возвращает чувство равновесия благодаря стимуляции вестибулярного нерва, в норме передающего сигналы от вестибулярного лабиринта в головной мозг. Электрический контакт с нервом, обеспечиваемый имплантом, позволяет обойти поврежденную вестибулярную систему.
В норме лабиринт выполняет две важные функции. Одна из них состоит в регистрации углового движения тела. Информация об этом необходима для поддержания равновесия и нормальной позы. Вторая функция заключается в реакции на повороты головы и обеспечивает фиксацию взгляда на желаемом предмете. Например, в ответ на подъем головы вверх лабиринт посылает глазодвигательным мышцам сигналы, заставляющие глаза с такой же скоростью опуститься вниз. В результате изображение предмета на сетчатке никуда не смещается. Не будь этого рефлекса, мы видели бы окружающий нас мир так, будто смотрим на него через движущуюся туда-сюда видеокамеру. Такой дефект как раз относится к числу устранимых с помощью бионного протеза, но чувство равновесия восстанавливается при этом не полностью.
Вестибулярный лабиринт реагирует на угловые движения, используя три заполненных жидкостью структуры, называемых полукружными каналами. Они располагаются во внутреннем ухе под определенными углами друг к другу и контролируют повороты головы в трехмерном пространстве.
Один канал, например, воспринимает поворот в горизонтальной плоскости. Когда вы поворачиваете голову влево, жидкость в нем давит на мембрану, располагающуюся поперек одного из его концов. Мембрана, растягиваясь, наклоняет волоски (цилии), прикрепленные к основанию структуры. Этот процесс запускает генерацию сигналов в вестибулярных нервах, идущих к стволу головного мозга и мозжечку, центрам сенсорного восприятия и двигательного контроля. Последние отдают команды глазодвигательным мышцам, поворачивающим глаз в противоположную сторону относительно направления движения головы.
Обходной путь
Мы с коллегами из Лаборатории вестибулярной нейроинженерии Джонса Хопкинса сконструировали и испытали один из имплантов, столь необходимых Ганнону. Его ключевые компоненты — миниатюрный гироскоп, реагирующий на любые повороты головы, и его микропроцессор, посылающий сигналы электродам, которые стимулируют три ветви вестибулярного нерва. За последние 25 лет было изготовлено более 120 тыс. кохлеарных (улиточных) имплантов. Есть надежда, что данный опыт пригодится разработчикам нового поколения нейроимплантов и сократит время от их создания до применения в клинике.
Обычно мы ставим имплант только с одной стороны, чтобы уменьшить риск осложнений после хирургического вмешательства. Например, есть опасность повреждения структур внутреннего уха, связанных со слухом. Как показывают проведенные нами опыты на животных, восстановление функций одного набора полукружных каналов дает вполне устойчивый результат. Однако коррекция зрительных ощущений, нарушение которых так досаждает больному, происходит далеко не всегда.
Разработкой вестибулярных имплантов занимаемся не только мы. Дэниел Мерфелд (Daniel Merfeld) и его коллеги из Массачусетсского ушного и глазного госпиталя в Бостоне сообщили об изготовлении первого протеза, берущего на себя функцию одного из трех полукружных каналов. Проведенные ими опыты на животных дали положительные результаты, и сегодня Ричард Льюис (Richard Lewis), тоже работающий в Массачусетсском ушном и глазном госпитале, проверяет способность протеза обеспечивать стабильность положения тела.
Недавно группа под руководством Джеймса Филипса (James O. Phillips) из Вашингтонского университета сконструировала устройство, подобное пейсмейкеру (водителю ритма), которое, как они надеются, сможет подавлять аномальную электрическую активность нервов, сопровождающую приступы головокружения при болезни Миньера. Параллельно Андрей Шкел (Andrei M. Shkel) из Калифорнийского университета в Ирвайне, а также Юлиус Георгиу (Julius Georgiou) из Кипрского университета работают над созданием аналогичного наружного устройства.
Наша группа из Университета Джонса Хопкинса надеется начать клинические испытания своего устройства, как только будут устранены оставшиеся технические и регуляторные недоделки. Если все пойдет, как задумано, бионные уши, восстанавливающие шестое чувство у таких больных, как Ганнон, в конце концов вернут к полноценной жизни тысячи людей.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
■ Нарушения в работе вестибулярной системы, расположенной во внутреннем ухе, сопровождаются головокружениями, пошатыванием, зрительными аномалиями.
■ За анализ поворотов головы отвечают три полукружных канала, расположенных во внутреннем ухе.
■ На завершающей стадии разработки находятся протезы, которые могли бы выполнять функции полукружных каналов и таким образом восстанавливать утраченное чувство равновесия.

ОБ АВТОРЕ
Чарлз делла Сантина (Charles C. Della Santina) — доцент кафедры отоларингологии и биомедицинской инженерии и заведующий Лабораторией вестибулярной нейроинженерии Медицинской школы Джонса Хопкинса. Как хирург он специализируется на лечении больных с нарушениями вестибулярного аппарата и на восстановлении слуха с использованием кохлеарных имплантов. Кроме того, он занимается разработкой протезов, помогающих восстановить чувство равновесия, утраченное по тем или иным причинам.
Перевод: Н.Н. Шафрановская
Взято: relis.ru
Просмотров: 4074 | Добавил: Alexey | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
avatar