© Getty Images
Іван Шевчук Інтерв'ю з провідним нейробіологом країни Наною Войтенко
Уявіть людину, яка може керувати пристроями просто за допомогою думки. Протези, які можуть повністю або навіть більш ефективно повторювати функції людських придатків. Крихітні, молекулярно сконструйовані конструкції, які можуть полегшити як гострий, так і хронічний біль. Ще зовсім недавно все це здавалося витвором наукової фантастики. Зараз ці досягнення переходять від дослідницьких лабораторій до покращення життя, зараз або дуже скоро, особливо в умовах травм або хвороб. Дослідники в галузі нейроінженерії досягають чудових досягнень, які незабаром можуть стати звичним аспектом життя.
Нана Войтенко Наука під загрозою!
Нана Войтенко є одним із провідних українських учених, які займаються дослідженнями мозку. Нейробіолог, доктор біологічних наук, професор, ректор приватного вищого навчального закладу «Академія Добробут», а також є професором кафедри біомедицини та нейронаук Київського академічного університету МОН України, а також Національної академії наук України. Серед її основних дослідницьких інтересів – розуміння болю та методи його подолання. Вчений також зосереджений на розробці стратегій відновлення функцій нервової системи за допомогою нейроінженерії.
Проте внесок пані Нани виходить за межі досліджень; активно популяризує науку, ініціювавши тижні мозку в Україні. Ці заходи проводяться у всьому світі щороку наприкінці березня з метою підвищення обізнаності про сучасні дослідження в галузі нейробіології. Зі своїх численних спостережень за учасниками Тижнів мозку вчена впевнено стверджує: навіть у найскладніших обставинах суспільний інтерес до нейробіології залишається сильним. «Навпаки, — зауважує пані Нана, — у цей час, коли вже три роки триває повномасштабна війна, люди ще більше прагнуть дізнатися про свою нервову систему. Ми прагнемо розглянути це на наших лекціях: про те, що відбувається в мозку під час стресу, про природу посттравматичних розладів і чи є способи їх лікування. Цього року я читала лекцію про те, як нейроінженерія допомагає відновлювати нервову систему. функціонує, коли вони скомпрометовані».
— Нано Володимирівно, хіба нас давно не вганяли, що нервові клітини не відновлюються?
— Ця дискусія не йде про відновлення самих нервових клітин — нейронів, оскільки вони справді можуть відновлюватися, хоча цей процес досить повільний. По суті, якщо тіло нейрона зруйноване, воно не може відновитися. Ми зосереджуємось на відновленні аксонів — розширень нейрона, які передають нервові імпульси через тканини. Якщо аксон пошкоджений, навіть якщо він просто розірваний, він може відновитися, але для цього потрібна допомога. Щоб полегшити це, ми використовуємо 3D-друк для створення каркасів — мікроскопічних каркасів, які імплантуються для стимулювання регенерації аксонів.
— Ви один із провідних фахівців в Україні, які досліджують природу болю та розробляють методи знеболення. Ця сфера наразі особливо актуальна для України. Які нові досягнення може дати вітчизняна та світова наука в цій галузі?
— Ми дійшли висновку, що можемо перепрограмувати нейрони, щоб зменшити рівень хронічного болю. Наприклад, використовуючи вірусні конструктори, ми можемо ввести в нейрони генетичні блокатори, націлені на специфічні молекулярні механізми, які викликають хронічний біль, особливо при діабетичній нейропатії. За допомогою однієї ін’єкції ми можемо пригнічувати провідність болю. На перший погляд, для широкої маси може здатися дивним, що вірусні дизайнери та генетичні блокади можуть бути терапевтичними. Адже віруси в першу чергу асоціюються із захворюваннями, в тому числі важкими, а пересічна людина часто викликає побоювання щодо генетично модифікованих структур через широку пропаганду проти ГМО. Таким чином, частина наших лекцій на Brain Weeks присвячена поясненню того, що наука просунулася до такого рівня, коли ми можемо використовувати віруси як крихітні машини для транспортування генетичного матеріалу, де це необхідно. По суті, що таке вірус? Він має оболонку, яка може проникати в клітину та відтворювати її генетичний матеріал — те, що міститься в цій оболонці. Як правило, цей генетичний матеріал призначений для руйнування цієї клітини або інтеграції в неї таким чином, що перешкоджає її функціональності. Однак якщо ми витягнемо лише оболонку цього вірусу (є оболонкові віруси, відносно нешкідливі для організму людини, наприклад, аденоасоційовані віруси) і замінимо шкідливий геном на той, який служить нашій меті, він зможе інтегруватися в ці клітини. Наприклад, ми можемо пригнічувати ген у певних клітинах (не знищувати його, але зупиняти його активність), що відповідає за передачу болю. Клітина продовжуватиме нормально функціонувати, оскільки цей генетичний матеріал створено для дії лише там, де це потрібно, без побічних ефектів, оскільки він не впливає ні на що інше.
— Інновації сучасної нейроінженерії межують із науковою фантастикою — розробкою каналів прямого зв’язку між мозком людини та комп’ютером. Або протези, які можуть працювати як повнофункціональні органи. Чи стали ці футуристичні бачення більш досяжними?
— Дійсно. Численні стани можуть призвести до паралічу в окремих людей, унеможливлюючи їх рух, у той час як їхній мозок все ще генерує відповідні сигнали. Існують спеціальні чіпи, які виявляють ці сигнали та можуть передавати їх на комп’ютер. Ця технологія називається інтерфейс мозок-комп’ютер, або BCI (інтерфейс мозок-комп’ютер). Таких мікросхем існує багато. Одним із багатообіцяючих напрямків є використання ендоваскулярних імплантатів, які вставляються подібно до стентів — вони переміщуються через судину до ділянки кори головного мозку, який нам потрібно стимулювати або від якого ми хочемо отримувати сигнали. Таким чином паралізовані особи можуть керувати комп’ютером. Цей імплантат вловлює сигнал і передає його на комп’ютер через Wi-Fi. Початкові успіхи вже досягнуті в інтерпретації сигналів з ділянок кори, відповідальних за мову, і навіть у генерації мови.
— Наскільки ми близькі до створення, наприклад, справжніх біонічних протезів, які можуть замінити втрачену руку, реагуючи на сигнали мозку та виконуючи команди, які генерує мозок?
— Такі технології вже є
