Кадры из фантастических фильмов могут стать реальностью.
В будущем медицина будет активно использовать робототехнику и пользоваться услугами нейросетей. Как именно технологии смогут облегчить работу врачей и жизнь больных, рассказал врач и научный журналист Алексей Водовозов. Запись еголекциивыложена на YouTube‑каналеScienceVideoLab. Лайфхакер законспектировал самые интересные тезисы.
1. Полипилюля, или одна таблетка от всех болезней
В дискуссиях о медицине будущего часто возникает вопрос: можно ли создать таблетку, которая помогала бы человеку оставаться здоровым как можно дольше. Чтобы не покупать в аптеках гору лекарств, а получить всего одну пилюлю — и с лечебным действием, и с профилактическим. Причём специально созданную для конкретного человека. Да, судя по всему, в медицине будущего появятся такие таблетки. И вот что можно о них сказать уже сегодня.
Сама концепция создания polypill, или единой пилюли с множеством эффектов, появилась в начале двухтысячных годов. По‑русски такое лекарство можно назвать «таблеткой от всего».
Вряд ли одно лекарство сумеет вылечить или предотвратить все болезни сразу. Но можно создать пилюлю, в которую входят препараты от самых распространённых и опасных заболеваний. В начале двухтысячных два британских кардиолога предложили объединить лекарства с доказанным эффектом, помогающие при сердечно‑сосудистых проблемах. Выпустить одну таблетку и предлагать её всем людям старше 55лет.
Одни из самых распространённых проблем у людей старшего возраста — повышенное давление плюс избыточное содержание «плохого»холестерина. Из‑за этих факторов велика угроза инфарктов и инсультов. Или же тромбоэмболии — ситуации, когда атеросклеротическая бляшка может оторваться и закупорить лёгочную артерию.
Учёные решили объединить препараты, которые борются со всеми этими проблемами. Интересно, что полученная таблетка стоит очень недорого, но от неё можно ждать серьёзного профилактического эффекта. Значит, можно будет ещё и сэкономить на лечении тяжёлых пациентов.
Создать такую полипилюлюпопробовалииспанские исследователи. В их таблетке было три компонента. Первый — эффективное гипотензивное средство, которое поддерживает нормальные показатели давления. Второй —статин, который контролирует уровень холестерина и мешает уже появившимся атеросклеротическим бляшкам расти, отрываться от стенок сосудов и попадать в кровоток. Третий — аспирин.
Новый препарат принимали более 6000пациентов, у которых уже были инсульты,инфарктыили другие серьёзные проблемы. Таблетка действительно оказалась эффективной. Вероятность повторения кардиокатастроф у этих людей заметно снизилась.
Когда человеку назначают препараты — это одно. Нужно, чтобы он ещё их принимал, и вот тогда они будут действовать. Принимать одну таблетку гораздо легче и проще, чем три, четыре или пять. Именно из‑за удобства политаблетка выигрывает у отдельных своих ингредиентов. То есть такой подход оправдан и с экономической точки зрения, и с точки зрения удобства.
Алексей Водовозов
Пилюля от сердечно‑сосудистых болезней нужна многим, но не всем. Но можно создать лекарство, подходящее конкретному человеку. Причём такую таблетку придётся принимать не каждый день, а, к примеру, раз в месяц.
Учёные из Национального университета Сингапураразрабатываюттехнологию печати таких лекарств на 3D‑принтере. Получаются таблетки, которые включают блоки разной растворимости. Они состоят из нескольких секций, в которых можно поместить индивидуально подобранные дозы лекарств. И препараты будут поступать в кровь с разной скоростью. Именно с той, которая позволит конкретному организму лучше усвоить действующее вещество.
То есть это индивидуальное профилирование. Если мы чуть‑чуть вперёд в будущее уйдём, то там фармако‑генетическую карту будут составлять для каждого пациента. Проведём полное профилирование и узнаем, кому какие дозы потребуются. И тогда мы увеличиваем эффективность и уменьшаем количество побочных эффектов.
Алексей Водовозов
Со временем фармацевтическое производство может стать миниатюрным. Оно будет выпускать совсем небольшие партии таблеток, созданных для людей с похожим профилем. Или даже для одного человека. Здесь один из главных вопросов — будут ли стандартизированы такие методы производства. Но в США местный регулятор уже одобрил подобные технологии. Можно предположить, что и до нас эти новшества доберутся уже скоро.
2. Роботы‑реаниматоры
Будет здорово, если новые технологии смогут облегчить работу врачей. И сейчас активно проектируются и запускаются в производство роботы, которые помогут медикам убрать рутинные процедуры.
Например, врачам трудно проводитьсердечно‑лёгочную реанимациюпациента. Дело в том, что при непрямом массаже нужно нажимать на область сердца 100раз в минуту. Причём, если нажатия поверхностные или слишком медленные, кровь может не распространиться по всему организму. И процедура окажется неэффективной.
Но проводить непрямой массаж сердца с частотой 100сильных нажатий в минуту физически сложно. По современным стандартам один человек может эффективно работать всего две минуты. Потом его необходимо заменить, потому что он просто выдохнется. Но это не всегда возможно.
Здесь человеку могут помочь роботы. Существует уже несколько устройств, произведённых в разных странах. Одни тяжёлые и громоздкие и могут работать только в реанимационной машине. Другие более лёгкие и портативные, их врачи могут брать с собой — именно такой вариант выпускают российские производители. Главная деталь всех подобных устройств напоминает вантуз, который присасывается к груди. И нажимает на неё в нужном ритме и с правильным усилием.
Он не устанет, не остановится, не собьётся с ритма. Ему не надо петь «Staying Alive». Он будет сотню качать столько, сколько нужно без проблем. Он и пульс может по руке поймать, если что. В общем, довольно приличный и действительно полезный робот.
Алексей Водовозов
Врачи ждут и другие удобные и хорошо работающие устройства.
3. Киберпротезы и экзоскелеты
Можно отдельно поговорить о том, как в будущем будет развиваться трансплантология. И сказать, что сегодня проводятся успешные эксперименты по выращиванию органа, необходимого конкретному человеку. При этом используются генно‑модифицированные свиньи. Это перспективное направление, но здесь есть много этических вопросов.
А вот с искусственными частями тела проще — в их применении нет этических ограничений. Поэтому в ближайшие годы будет активно развиваться киберпротезирование.
Здесь разрабатываются и новые материалы, и программное обеспечение. Но важно, что по‑другому станут работать и хирурги. Ампутация и обработка раны должны быть выполнены так, чтобы оставить важные мышцы или сухожилия.
Потом, когда будет установлен киберпротез, он должен считывать остаточные напряжения этих мышц. И работать на основе полученных команд от периферийных участков мышечной и нервной системы. Подобные разработки уже существуют — например, естьпротезы, которые заменяют предплечье и кисть с пальцами.
С головным мозгом он никак не связан. У протеза внутри находятся датчики, которые соприкасаются с определёнными мышцами. Когда мы их напрягаем и эта информация считывается, протез переходит в определённый режим работы. Его нужно будет переключать при помощи смартфона.
Алексей Водовозов
Киберпротез способен двигать искусственными пальцами, выполнять мелкие и точные движения. Его хозяин может, например, взять предмет и перенести его, поднять стакан и выпить воды, разрезать ножом яблоко.
Другое направление — разработка экзоскелетов. Это конструкции, которые надеваются на тело какодеждаили доспехи. Современные экзоскелеты со специально созданным программным обеспечением могут вернуть к общественной жизни тех, кто не способен самостоятельно двигаться. Например, в во время экспериментов с помощью такого экзоскелета люди, которые уже давно парализованы, могут вставать и проходить хотя бы несколько шагов.
Пока это экспериментальные и мелкосерийные разработки. Но исследования продолжаются. Возможно, в будущем многие люди с инвалидностью смогут вернуться в социум и снова стать активными.
4. Чтение мыслей и говорящие аватары
Огромные возможности открывает врачам развитие нейроинтерфейсов. Или, если говорить точнее, интерфейсов «мозг‑компьютер». Раньше датчики, которые могли записывать параметры мозговой активности, были огромными и тяжёлыми. Сейчас их размеры — в пределах нескольких миллиметров. А новые элементы питания и беспроводная связь позволяют погружать систему датчиков прямо вмозги оставлять её там надолго.
Уже сейчас при травмах позвоночника удаётся считывать информацию с коры головного мозга. А потом передавать её ниже центра повреждения. Так можно вновь научить работать руки и ноги, которые раньше были неподвижными.
Но в будущем открываются совершенно новые перспективы. Например, уже существуют система и алгоритм, которые помогают расшифровывать мысленные зрительные образы. И делать их видимыми, то есть переносить на монитор. Такие разработкиведутся, например, в МФТИ.
Пока получаются не совсем чёткие изображения, но учёные работают над их качеством. В итоге можно будет, например, визуализировать сны. Или, что очень важно для психиатров, делать видимыми галлюцинации. А потом разбираться, что именно пугает человека и как справиться с его кошмарами.
Можно сказать, что у нас появляется технология чтения мыслей. Она может помочь и людям, которые по разным причинам не могут говорить или писать. Так, в 2023году учёныепровелипервый удачный эксперимент по расшифровке нейроимпульсов и превращению их в речь. Они создали цифровой аватар, который с экрана говорит то, что хотела бы сообщить женщина, которая перенеслаинсульт.
Ей 47, и она не разговаривала уже 18лет. И вот теперь она может общаться. Правда, пока удалось расшифровать нейроимпульсы всего для 119её слов и 50фраз. Зато темп речи очень хороший — примерно 78слов в минуту.