Розповім про одну з дуже цікавих тем на стику біології та технології: це кохлеарна імплантація, при якій на даний момент глухий з народження або позднооглохших людина за допомогою електростимуляції слухового нерва має слух, досить близький до того, який є у чуючих людей. Порівнювати це з нормальним слухом не можна, звичайно ж: все-таки кохлеарні імплантати - це, по суті, дуже дорогий і високотехнологічний протез. Але тим не менше, для мене це виглядає річчю, досить близькою до чуда: людина була глухою, а ось тепер він практично повноцінно чує. Імплантований і я, на обидва вуха, білатерально.
Як все починалося? Ще в 1790 році Алессандро Вольта провів перший в історії експеримент по електричної стимуляції слухового нерва: до вух було докладено електричні провідники, що складаються з металевих пластин, підключених до 50-вольтової електричного кола. Так Вольта відчув вухами звук кипіння води: як стверджував фізик, це було схоже на своєрідний тріск.
У 19-му і першій половині 20-го століття різні дослідження і експерименти довели явний зв'язок між електростимуляцією і виникненням слухових відчуттів, були виявлені механізми, що виникають при стимуляції середнього і внутрішнього вуха: в залежності від характеру стимуляції, у людини виникали відчуття шипіння, стукоту, дзвону , шелесту і інших немовних звуків.
З розвитком технологій і з появою нових біологічних матеріалів, що не відторгнених людиною при операції, стало можливим проведення та створення перших імплантуються систем. Спочатку вони були дуже великими і громіздкими. Пам'ятайте перший комп'ютер ЕНІАК, який займав мало не всю кімнату? Такими були і самі перші експериментальні одноканальні системи: перші пацієнти оперировались тільки заради того, щоб хоча б розуміти тільки мова (паралельно читаючи з губ), підключившись на пару годин в лабораторії. До кінця 70-х років з'явилися перші носяться системи з багатоканальними імплантатами, що дозволяють сприймати, крім мови, все звуки навколишнього світу.
На початку 80-х років почалося комерційне використання імплантованих систем, з'явилися і перші фірми, що спеціалізуються на виробництві систем кохлеарної імплантації. На даний момент фірм все також трохи, 6 виробників. Мініатюризація зовнішньої частини систем була досить швидкою: перші зразки були розміром з поштову сумку, і їх треба було носити на ремені, потім - розміром з касетний плеєр, ну а далі вже з'явилися завушні моделі.
Тепер уявімо приблизно, як це все технологічно влаштовано.
Нейросенсорна туговухість (причин її виникнення предостатньо: придбана - вплив постійного шуму, дія ототоксичних препаратів, травми, хвороби, пр .; вроджена - генетика, ускладнення при пологах і т. Д) по суті полягає в механізмі швидкого або поступового пошкодження волоскових клітин внутрішнього вуха : якщо дуже спрощувати, звукова хвиля, починаючи від впливу на барабанну перетинку, шляхом складних механічних перетворень стимулює рух волоскових клітин в равлику внутрішнього вуха - а волоскові клітини, в свою чергу, дратують волокна слухового нерва, який передає ці відчуття в слухову зону кори великих півкуль головного мозку. Цих клітин - кілька тисяч. Ступінь приглухуватості або глухоти якраз безпосередньо залежить від кількості пошкоджених або відсутніх волоскових клітин.
Сам кохлеарний імплантат складається з зовнішньої частини, званої мовним процесором - і внутрішньої, безпосередньо імплантату.
Мовний процесор, по суті, - той же завушний слуховий апарат, такий собі мікрокомп'ютер (має, до речі кажучи, і прошивки, і можливість перепрограмування), який сприймає мікрофоном (або декількома мікрофонами) звуки навколишнього середовища і перекодовує їх в електроімпульси. Тільки у мовного процесора є ще і плоский магніт-радіопередавач - ось по ньому, за допомогою радіоканалу, імпульси передаються безпосередньо на приймач-імплантат, розташований під шкірою теж за вухом. Його встановлюють під час операції, хірургічним шляхом, під загальним наркозом, безпосередньо сама операція йде в районі години-двох, плюс мінус: багато що залежить і від індивідуальних фізіологічних особливостей. Від імплантату відходить решітка (ланцюжок) електродів, що йде в равлика внутрішнього вуха і закручується там. На решітці розташовані електроди, зазвичай більше 20 штук - ось як раз вони і замінюють тисячі загиблих волоскових клітин, стимулюючи електроімпульсів волокна слухового нерва.
Починає людина миттєво чути після першого підключення мовного процесора, яке відбувається через плюс-мінус кілька тижнів після операції, необхідних для того, щоб зажив післяопераційний шов? І так і ні. Найчастіше після першого включення звалюється величезна маса незрозумілого шуму, який зливається в гул, - а буває, що гулу і шуму немає, а є тільки тиша і попискування. Все це дуже індивідуально і залежить від того, коли людина оглух, чи чув він раніше, який був у нього термін глухоти.
Пластичність мозку величезна: поступово з цього шуму і гулу він методично виокремлює корисні звуки, в першу чергу мова, попутно відсіваючи звуки некорисні і не несуть сенсу. Пам'ятаю, як на третій день після підключення зайшов у тролейбус і почув буквально кожну його гаєчку і гвинтик, це мене сильно вразило свого часу. Ті, що чують люди теж це чують, тільки не сприймають, хоча можуть - якщо поднапрягутся і сконцентруються.
Згодом, з незрозумілих квакання і Піщаного в такт тому, що говорить людина, мова викристалізовується і стає схожою на нормальну, зі знайомими інтонаціями і індивідуальністю. Період такої адаптації теж дуже різний, у мене зайняв кілька днів, у інших - кілька місяців. Найскладніше питання - це музика. В цілому, імплантати приймають і кодують частоти від 0 до 8500 Гц, обумовлюється це початковою метою - все звуки людської мови як раз розташовані в цьому діапазоні, званому «мовним бананом»: це усереднений спектр мови, що відображає всі її звуки по частотах і гучності звучання щодо нормального слуху. Але тим не менше, навіть імплантовані можуть слухати і отримувати задоволення від музики і навіть музикувати самі.
Необхідно розуміти, що ступінь задоволення імплантацією буде різна - одна справа люди, які чули все життя, одномоментно оглухли і потім прооперували - в їхньому випадку порівняння з нормальним слухом - як між кольоровим і чорно-білим ТВ. Інша справа - слабочуючі, довгий час носили слухові апарати, в багатьох випадках вони-то якраз якістю мови і музики вельми задоволені. Глухі діти - окрема розмова, для них це цілком собі природний метод чути, вони їм дуже задоволені, так як кращого не знають.