Приложение к Заключению

 

 

Имплантанты информационно коммуникационных технологий (ИКТ) в человеческое тело: обзор

 

21 декабря 2004 года

________________________________________________________________________________ 

                                                                                                                        Фабиенн Нсанце

 

 

ВСТУПЛЕНИЕ

 

Целью настоящей работы не являются такие  имплантанты, как кардиостимуляторы и нейростимуляторы. В работе уделено внимание  имплантантам, которые  используют компьютерную технологию  либо  для целей контроля/надзора,  либо улучшения возможностей.

Не считая одного примера ( подкожного средства радиочастотной идентификации VeriChip, см.ниже) все эти ИКТ имплантанты являются  активными имплантированными средствами для «функциональной электростимуляции». Они частично замещают нейрофункции тела посредством электродов, которые устанавливают прямой контакт  с нервом.

http: // www.medics.network.com/ download/

«За последние 50 лет  мы наблюдаем эволюцию кардиостимулятора, как допущенной формы  вторжения в человеческое тело» Это подтверждено недавним  разрешением Управления питания и медикаментов США на  имплантируемые идентификационные чипы для людей в целях безопасности, финансовой и личной идентификации, или в целях охраны.

Кроме медицинских целей «технологии имплантации  создают возможность  будущих преимуществ , таких как , например,  улучшенные математические способности, возможности памяти и мысленная связь».

http://www.unido.org/file-storage/download/file id =10499

 

 

Категории имплантируемых средств

  

Имплантируемые устройства могут быть разделены  на  медицинские и немедицинские, на активные и пассивные устройства.

  

* Имплантируемые  медицинские устройства

 

Большинство пассивных имплантантов  это структурированные  устройства, такие как  искусственные суставы, сосудистые пересаженные ткани и искусственные клапаны. С другой стороны,  активные имплантируемые устройства, это устройства, которые   требуют энергии для    увеличенных функций органов  или для подавления соответствующей болезни.

Директива Совета 90/385/ЕЕС по активным имплантируемым  медицинским устройствам дает следующее определение: « активные имплантируемые медицинские устройства» означают любое медицинское устройство, которое предназначено для полного или частичного внедрения  хирургическим или медицинским путем  в человеческое тело  или медицинским внедрением в естественные отверстия, и которые должны остаться  после процедуры . Определение «устройств» в значении, данном в Директиве 90/385/ЕЕС относится к продукции , предназначенной производителем в медицинских целях « для использования  отдельно или в комбинации с другими деталями или программным обеспечением  для их полного действия».  Медицинское назначение  может быть  достигнуто  как « отдельно  установленным устройством» ,  так и  как результат действия  нескольких устройств, находящихся во взаимосвязи одно с другим, как частей одной системы.

 

 

 

 

1

 

 

             * Имплантируемые немедицинские устройства

 

Примером пассивного устройства является  устройство радиочастотной идентификации (RFID) . Активные  устройства могут  использовать  электрические импульсы для взаимодействия  с нервной системой человека.

 

   ЧАСТЬ 1  Имплантируемые устройства уже имеющиеся на рынке

 

Первая часть содержит информацию об имплантантах в человеческое тело, которые доступны в коммерческой форме  и которые в некоторых случаях разрабатывались десятилетиями.

 

  1. Современные активные медицинские устройства

 

            * сердечно-сосудистые стимуляторы  для пациентов с нарушением проводимости и сердечной 

               недостаточностью

            * имплантанты в  головной мозг  для пациентов с нарушением слуха

            * имплантируемые программируемые нагнетатели лекарств

                                        Ú подача баклофена для пациентов с разными видами склерозов

                                        Ú подача инсулина для больных диабетом

                                        Ú нейролептических  лекарств - так называемые «психиатрические 

                                            имплантанты»

            * Имплантируемые нейростимулирующие устройства

                              Ú   стимуляторы спинного мозга для управления хронической болью

Ú       стимуляция крестцового нерва для контроля недержание мочи

                               Ú     стимуляция vagus нерва  ( VNS) для контроля при эпилепсии  и контроле           

                                    настроения  при глубокой депрессии

Терапия стимуляции vagus нерва , разработанная  Cybertronics, Техас, широко используется  для эпилептиков с 1997 года в США.

В июне 2004 года Управление продуктов и лекарственных средств США (FDA) разрешило  терапию с применением  имплантируемого стимулятора vagus нерва  лечения хронических депрессивных состояний.

В соответствии с исследованиями, проведенными Cybertronics, стимуляция левого vagus нерва производит широкое и двустороннее воздействие на  участки мозга , пораженные эпилепсией, депрессией и пр.

http:// usmedicine.com/article.cfm?article ID=912&issueID=64

( доступ 29 ноября 2004 г)

 

                  * Глубокая  стимуляция мозга

                     Ú для контроля тремора у пациентов с болезнью Паркинсона : «В апреле 1998 года  

                         произошел прорыв технологии ( Activa Therapy, Medtronic, Inc; http://www.

                        Medtronic.om), позволяющей бороться с потерей способностей  при болезни Паркинсона, 

                        технология получила марку CE  и  появилась на рынке  Евросоюза. Эта технология 

                         включает  мягкую электрическую

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

                                   стимуляцию globus palladis или subtalamic  участков мозга для контроля симптомов   

                                  Паркинсона –  окостенение тела и суставов,  замедления или отсутствия движений, 

                                  ухудшение баланса и  нарушения координации  в дополнение к характерным – 

                                  невольному ритмическому  извиванию (тремору). По проведенным расчетам более 1 

                                  миллиона людей по всей Европе  будут страдать от болезни Паркинсона. Это

                                  пациенты,  чья болезнь не может контролироваться медикаментозно , которые   не 

                                  смогут выполнять ежедневные жизненные функции.

                                   Имплантируемая система включает  нейростимулятор , связанный с проводником   

                                   четырьмя крошечными электродами . « Нейростимулятор , который содержит  

                                    батарейку и микроэлектронную катушку , расположенные под кожей рядом с 

                                    ключицей , обеспечивает мягкую электрическую стимуляцию , которая подается

                                    через проводник на электроды, имплантированные глубоко в мозгу.

                                    Уровень стимуляции может быть урегулирован  извне  для обеспечения 

                                    потребности пациента  Терапия полностью обратима. Расчетная долговечность  

                                    имплантированной батареи от 3 до 5 лет при использовании по 16 часов в сутки».     

                                    http://www.eucomed.be/docs/MT-IP-PARCINSON%60s%20 desease.pdf.

                                    (доступ 25 октября 2004 года)

Ú       при существенном треморе. Пациенты с существенным тремором,  не имеющие 

                                    иных симптомов, кроме тремора, который происходит в руках, голове, ногах, всем 

                                    теле, голосе, как и пациенты с болезнью Паркинсона, могут получить 

                                    медицинскую помощь  благодаря терапии с глубокой стимуляцией мозга.

  

                2.  Современные средства  идентификации и определения места положения

 

                 * Вступление: микрочипы имеют три воплощения

 

                        Ú “Read only” (только чтение): это простейшая форма устройств , которые  имеют  

                           характеристику   

                            «только читать», такие как сейчас  используются  для идентификации животных . Даже  

                            эта  самая основная форма может иметь множество  применений, например, для  

                            пациентов  Alzheimer(а), детей и людей в безсознательном состоянии. Широкое   

                            использование может быть в качестве разновидности национальной  

                            идентификационной карты, основанной на идентификационном номере, переносимом 

                            микрочипом

 

                          Ú “Read-write” (чтение  запись) : это тип микрочипов, которые способны переносить 

                              информацию, 

                              которая может быть увеличена в случае необходимости. Такой микрочип позволяет 

                              накапливать  данные и является программируемым на расстоянии. Например, когда 

                              микрочип переносит историю болезни  пациента и история болезни развивается . 

                              дополнительная информация  может также быть добавлена  на микрочип  без 

                              необходимости извлечения  имплантированного чипа. Он также может обеспечивать и

                              записывать финансовые транзакции. Третья важная часть информации, которую 

                              «Read-Write»  микрочип может переносить – криминальные записи.

                             Сейчас « VeriChip» (см.ниже) , например, включает  память в 128 знаков.         

                             Большие, усложненные микрочипы на подходе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                           Ú “Read-write with tracking capabilities” (чтение –запись с возможностями слежения):

                               в дополнение к возможностям чтения-записи , описанным выше устройство также

                               может  испускать радиосигнал , который может быть отслежен . Применений опять 

                               может быть множество, как подтверждено уже существующими успешно      

                               внедренными технологиями. Такое устройство нуждается в источнике  энергии,

                               уменьшенном в целях имплантации. Если микрочип имплантант имеет возможность

                               слежения  он предпочтительнее для ныне имеющихся в распоряжении электронных

                               привязок , потому что не требует  телефона, как дополнительного соединения. С

                                имплантированным микрочипом возможен постоянный мониторинг.  Если каждый 

                               чип испускает сигнал с уникальной идентифицирующей частотой, идентификация

                               личности может быть произведена простым указанием правильного сигнала. Так как

                                приемник мобильный – помеченная личность может быть отслежена где угодно».

                                www.fpls.edu/risk/vol18/fall/ramesh.htm

 

                                (доступ 24 октября 2004 года)

 

            * Средства радиочастотной идентификации . Миллионы еток радиочастотной идентификации  (RFID)  были проданы с начала 1980-х. Он используются для стад скота, лабораторных животных и при разных условия опасности.

Эта технология  не применяет батареек и химических материалов. Чип никогда не перестает работать и его ожидаемая продолжительность жизни 20 лет.

 

 Как он работает

 

Это чип  - идентификационная метка,  которая является  инерт/пассивной 9 НЕ НЕЗАВИСИМОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ). Когда радиочастотная энергия  проходит из сканнера , она заряжает чип, который затем испускает радиосигнал ,предающий информацию из считывающего устройства , которое в свою очередь связано с базой данных. Как используется информация, определяет администратор защиты системы и баз данных.

 

*VeriChip или «человеческий штрих код»

VeriChip это подкожное средство радиочастотной идентификации  размером с рисовое зерно, коммерциализованное Digital Applied Solutions (ADS) , одной компанией, зарегистрированной в США.

 

Какова его композиция

                                                                   

 

                                                                        

     

 www.angelfire.com/hi2/graceblievers/microchip implants apr2003.pdf

 

Имплантант RFID состоит из микрочипа, антенны катушки и конденсатора, которые помещены в запечатанный стеклянный тюбик. Покрытие против перемещения покрывает стеклянный тюбик и не допускает перемещение RFID в ткани, где устройство расположено».

   Идея применения меток  для идентификации людей пришла после ужасной акции 11 сентября 2001 года  во Всемирном торговом центре в Нью-Иорке.

4

FDA выступает за выполнение предварительной оценки риска ( с использованием данных тестов безопасности компании) при выдаче маркетингового разрешения для данного устройства  (http://www.sec.gov/Archives/edgar/data/924642/000106880004000587/ex99p2.txt).

Письмо разрешение  перечисляет все установленные опасности и выделяет, что есть основания для страхования  безопасности» при предполагаемом использовании устройства. Возможные риски для здоровья, установленные FDA, включают «отторжение ткани, перемещение имплантированного транспондера, поломка имплантированного транспондера, электромагнитная интерференция, электрические опасности, MRI несовместимость и укол иглой».

 

Современное использование VeriChip

 

Как поясняет ASD , VeriChip обеспечивает защиту  при

 

Ú Медицинских записях и информации по здравоохранению (тп крови, возможные аллергии,   

    медицинская история)

Ú Персональная информация/идентичность

Ú Финансовая информация  ( повторная верификация)

 

Кроме этих областей  ожидаемые применения включают: безопасность общественных перевозок, доступ к язвимым зданиям, отслеживание людей по паролю, преступников и т.д.

В настоящее время человек должен  находиться в нескольких шагах от сканнера для того, чтобы  метка «проснулась». Таким образом, метки могут быть использованы для  слежения  за кем-либо , если этот человек около сканнера. Следовательно, VeriChip в настоящий момент  не является средством  GPS (глобального позиционирования) (см.ниже) В настоящее время имплантация является совершенно добровольной.

   После Мексики , Колумбии, Аргентины, Бразилии, Чили, Парагвая и Уругвая и рекламного тура в Северной Америке VeriChip появляется в Европе.

1). В Южной Америке , столкнувшейся с огромной проблемой похищения людей, VeriChip используется для идентификации  похищенных детей и взрослых

 

2). Италия : В апреле 2004 года министр здравоохранения   Госпиталь национального института Лазаро Спаланцани начали изучение оценку воздействия системы VeriMed на качество ухода, предоставляемого пациентам.

3)      Англия: Surge IT Solutions намеревается использовать технологии VeriChip  для охраны доступа в правительственные здания, образовательные учреждения и других идентификационных целей.

 

3.      Современные торговые средства

 

* Имплантанты кредитной карты

   В Baja Beach Club ( в Испании и Нидерландах) люди используют VeriChip карты для ускореия выполнения заказов выпивки и расчетов http://www.baja.nl.)

( Доступ 24 октября 2004 года)

 

                                                              

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

* Имплантант контроля оргазма на расстоянии

 

Чтобы устройство электронного оргазма работало, врач должен имплантировать электроды в позвоночный столб и маленький сигнальный генератор в кожу под ягодицами. Пациент может контролировать возбуждение ручным контролем на расстоянии.

http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns9999397

(доступ 8 декабря 2004 года)

 

ЧАСТЬ 2: Развитие имплантируемых устройств

 

4.      Будущие активные медицинские устройства

 

           * MEMS (Микро электро-механические системы)

Устройство микро электро-механических систем  - это имплантируемый микро-сенсор , который может посылать данные  в ручной приемник вне тела , предупреждая врачей о возможных медицинских рисках без использования проводов и батареек.

 

          * Протез головного мозга

              искусственный гипокампус: имплантируемый в головной мозг чип, который может

              восстанавливать или усиливать память.

Гипокампус играет ключевую роль в закладывании воспоминаний. В отличие от , которые стимулируют деятельность мозга этот имплантируемый чип может осуществлять те же процессы , что и поврежденная часть мозга , которая замещается. Это будет способом помощи людям , которые страдают от повреждения мозга от удара, эпилепсии или болезни Alzimera.

В Европе и США существует несколько  исследовательских групп , которые сейчас работают над так называемыми  нейро-силиконовыми гибридами чипов.

Теодор Бергер в Университете  Южной Калифорнии в Лос Анжелесе эмулирует поведение нейронов на участках мозга крыс. Сейчас силиконовая микросхема будет исследоваться на живых крысах.

Бергер и его группа потратили около десяти лет , чтобы разработать  современную модель чипа  из 100 нейронов. Однако потребуется модель чипа из 10000 нейронов для имплантации в гипокампус примата.

http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993488

  

                         Ú Корковый имплантант для слепых

Электроды имплантируются в области головного мозга, ответственные за видение и обеспечат видение для полностью слепых. Корковые имплантанты требуют операции и пневматической установки электродов в мозг для обеспечения высоко локализованной стимуляции.

http://www.spectrum.ieee.org/publicaccess/9605teaser/9605vis6.html

          * Глазные имплантанты. Имплантация электродного покрытия на роговицу ; имплантанты на роговицу позволяют избежать операции и соединяют камеру в глазном яблоке через лазерные диоды с здоровым глазным нервом  и нервами роговицы

*  Интерфейс мозг-компьютер  или прямой контроль из головного мозга

 

 

 

 

      

6

 

 

 

 

 

 

Применяемые технологии являются коммуникационными технологиями; они берут информацию из мозга и переносят ее вовне.

Есть технологии перенесения информации в мозг, назначение которых  брать информацию извне и обеспечивать доступ человека к ней. Эти технологии объединяются и образуют интерактивные технологии с возможностью взаимодействия вход-выход.

 Зарегистрированная в США компания  под названием Kibercinetics, специализирующаяся  в нейротехнологиях подсоединяет компьютеры к мозгу головному человека, получила разрешение AFD

В апреле2004  для клинических испытаний системы нейро-интерфейс (Ворота головной мозг). В случае успеха этот микрочип площадью 4  мм позволит парализованным людям посылать команды компьютеру мысленно.

Как работает  Brain Gate?

 

«Сигналы нейронов интерпретируются Системой и курсор. показавшийся на экране компьютера,  предлагает перейти на « Brain Gate pathway» . Затем пользователь  может использовать  курсор для управления компьютером подобно использованию мыши.

http://www.cyberkineticsinc.com

Хотя испытания на людях показывают осуществимость использования сигналов головного мозга для управления внешними устройствами  исследователи  подчеркивают,  потребуются многолетние   исследования и тесты прежде чем эти устройства  станут доступными.

В тоже время  в связи с тем, что многие люди понимают под интерфейсом мозг-компьютер очень много работы ад созданием таких интерфейсов, защищенных от проникновения.

* Neirofeedback

Neirofeedback это процедура обучения – разновидность упражнения для головного мозга – которая уже широко используется при депрессии, эпилепсии, нарушением сна и др.

Некоторые компании ищут способы  увеличить умственные возможности с использование интерфейса мозг-компьютер и анной технологии.

Этот процесс применяет  электрические импульсы из мозга пользователя компьютеру и обратно, создающих  кольцо обратной связи  между компьютером и пользователем. Эта технология позволяет компьютеру взаимодействовать с пользователем с помощью электрических импульсов.

Такие устройства могут вызывать такие состояния мозга , которые подобны тем, которые можно наблюдать , когда человек изучает или сосредоточивается на задании. Посредством создания искусственного состояния мозга исследователи  надеются  создать средства самоконтроля настроения и эмоционального состояния.

 

5. Будущие средства контроля за личностью

              *Подкожные устройства установления местоположения личности посредством системы глобального позиционирования (GPS)

 

Такое устройство позволит человеку со сканнером установить чье-либо местоположение где угодно на планете.

В мае 2003 года ADS  заявила , что успешно протестирован прототип имплантируемого следящего устройства GPS.Однако, технические эксперты проверяют , может ли система реально работать. Дискообразное « устройство установления местонахождения личности»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 размером 6,35 см в диаметре и 1,27 см в толщину – такого же размера , как и кардиостимулятор. http://www.adsx.com/news/2003/051303.html

В настоящее время он состоит из антенны для получения сигналов с плеяды спутников, которые  вмещают систему глобального позиционирования и заряжающей энергией системы. Позже будет возможно заряжать батареи   вне человеческого тела. В конечном счете средство будет соединено с телефонной сетью.

ADS сообщает, что будет возможно уменьшить размер устройства наполовину.

 Эта система может быть использована для нескольких целей, например,

· в случае медицинских опасностей

Ú  сердечный приступ

Ú   эпилепсия

Ú   диабет

 

· и целей идентификации и позиционирования

Ú для людей с опасными профессиями

Ú детей

Ú лазутчиков

Ú подозреваемых террористов

 

В Англии Кевин Уорвик , профессор Reading Университета  также разрабатывает имплантируемый GPS микрочип. http://www.kevinwarwick.com

 

5.      будущие торговые устройства

В соответствии с «предсказаниями ученых компютерщиков в течение 20 лет нейро - интерфейсы будут разработаны для увеличения  памяти и создания «киберсетей» - невидимого общения  с окружающими».

http://www.bu.edu/wcp/Papers/Bioe/BioeMcGe.htm, 4 апреля 1999, доступ 18 октября 2004

 

* Корковый имплантант

 

 Участок коры головного мозга пользователя будет получать стимуляцию от компьютера на основе  того, что видит камера  или на  искусственном «окне» в интерфейс

* Аудио имплантант в зуб или телефон в зубе

 Описанный в 2002 году аудио имплантант в зуб разработанный Джеймсом Аугером  все еще существует только в концептуальной форме.

Устройство микровибрации и безпроводный  волновой приемник имплантируются в зуб пи обычной зубной операции. Зуб соединяется с другими цифровыми устройствами, такими как телефоны мобильные , радио и компьютерами.

Звуковая информация передается из зуба во внутренне ухо по костному преобразователю

Звуковой прием полностью защищает получаемую информацию.

http://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10328750& wwwflag=&imagepos=2

доступ 26 ноября 2004 года

Искусственный гипокампус: как было сказано выше, этот имплантируемый в мозг чип может усиливать память.