Разбег с барьерами. Что тормозит развитие российских нейротехнологий?

07.06.2020

Пандемия показала, как важно объединение усилий ученых из разных стран в борьбе с коронавирусом и связанными с ним заболеваниями. Однако есть и другие хорошо известные недуги. Давно идет поиск надежных средств их диагностики и лечения. Одному из направлений развития науки и технологий, которое касается актуальных аспектов борьбы с нейродегенеративными заболеваниями, посвящена пятая из серии «Белых книг», выпускаемых Сколтехом. Она называется «Технологии восстановления и расширения ресурсов мозга человека», подготовлена под руководством доктора экономических наук Ирины ДЕЖИНОЙ и включает обзоры таких известных в стране специалистов, как академик М.В.Угрюмов, профессора А.Я.Каплан и С.И.Гаврилова. С некоторыми фрагментами и выводами из «Белой книги» «Поиск» знакомит своих читателей.

Проблема века
Нейрозаболевания — одна из серь­езных проблем современной медицины, их отличают отсутствие надежных методов ранней диагностики и сложность лечения. Неврологические расстройства являются основной причиной инвалидности и второй по значимости причиной смерти в мире после сердечно-сосудистых заболеваний. Распространенность нейрозаболеваний влечет за собой существенные экономические потери, и размер их растет. Причин такого явления несколько:

• увеличение средней продолжительности жизни, а значит, рост числа пожилых людей, имеющих нейродегенеративные расстройства;

• ухудшение экологической обстановки и как следствие — распространение детского аутизма;

• рост темпов жизни, информационная перегрузка на фоне довольно высокого уровня благосостояния, что ведет к распространению депрессий у людей трудоспособного возраста.

В итоге, по данным Европейского Союза, нейрозаболевания обходятся европейскому бюджету в 800 миллиардов евро в год или более 4% ВВП. В США экономические потери от распространения нейрозаболеваний оцениваются еще выше — 1,5 триллиона долларов в год или 8,8% ВВП. В России урон пока недооценен, хотя страна находится на 17-м месте в мире по времени нетрудоспособности из-за неврологических заболеваний в расчете на 100 000 жителей и на 21-м месте по депрессивным расстройствам.

Научные проблемы возникают на всех этапах. На сегодняшний день недостаточно фундаментальных знаний о нервной системе, не разработаны функциональная многоуровневая модель человеческого мозга и модели возникновения и развития заболеваний. Это затрудняет как диагностику, так и профилактику нейрозаболеваний.
В терапии пока нет полных моделей этиологии нейрозаболеваний, существует проблема неопределенности фармакологических мишеней и сложности разработки психосоциальных методик. В научном сообществе обсуждается необходимость комплексной терапии, разработанной на основе понимания общей патофизиологии заболеваний. Однако пока она носит симптоматический характер, и ее возможности зависят от формы заболевания.

В области лечения нейродегенеративных недугов, особенно болезней Альцгеймера и Паркинсона, главные задачи — это создание доступных для широкого клинического применения методов ранней диагностики, которые должны быть недорогостоящими и нетравмирующими, а также разработка принципиально новых методов превентивной терапии. В настоящее время уже можно диагностировать болезнь Паркинсона с помощью неинвазивных нейровизуализационных методов (позитронно-эмиссионная томография, однофотонная эмиссионная компьютерная томография) на доклинической стадии. Однако это требует наличия дорогостоящего оборудования и привлечения высококвалифицированного персонала. Поэтому такое решение не может использоваться для массового профилактического обследования

То же касается и методов ранней диагностики болезни Альцгеймера. Для ее лечения есть ограниченное число препаратов, официально одобренных международными регуляторными органами, но все они были зарегистрированы в 90-е годы прошлого или в самом начале нынешнего столетия.
В случае успешной разработки доклинической диагностики болезней Паркинсона и Альцгеймера — задолго до появления симптомов и постановки диагноза — встанет вопрос о необходимости использования превентивной нейропротекторной терапии, которая позволит если не остановить заболевание, то, по крайней мере, значительно замедлить его развитие. Это приведет к продлению периода комфортной жизни пациентов: по прогнозам, для болезни Альцгеймера продление доклинической стадии даже на 5 лет приведет к уменьшению числа людей, страдающих деменцией, на 57%. При этом стоимость лечения сократится почти в два раза.

С учетом того, что купировать симптомы и последствия неврологических заболеваний можно лишь ограниченно, повышается роль реабилитации. Здесь также делаются только первые шаги, и наиболее активно идут разработки технологий «интерфейс мозг  — компьютер» (ИМК), экзоскелетов, протезов конечностей и роботизированных систем физиотерапии. ИМК помогают замещать, восстанавливать, усиливать и даже расширять функции мозга человека, ставшие дефицитными вследствие нейродегенеративных заболеваний, инсультов или нейротравм. Однако пока как инвазивные, так и неинвазивные технологии ИМК находятся на начальных стадиях развития. Важна также разработка нейроинтерфейсных технологий, позволяющих транслировать произвольные и неосознаваемые запросы мысленных операций человека непосредственно к ячейкам памяти процессоров.

Фокусы внимания

С точки зрения библиометрических показателей безоговорочными лидерами в развитии нейронаук являются США и страны ЕС — на каждую из них приходились почти 40% общего числа публикаций по нейронаукам (по данным за 2000-2017 годы). Примечателен рост доли Китая с 1% в 2000 году до 12% в 2017-м — при самом высоком среднегодовом темпе роста (CAGR) в 17,5%. В свою очередь, Япония постепенно начинает отставать, CAGR публикаций японских исследователей ниже среднемировых показателей.

США лидируют в таких областях, как поведенческие и общие нейронауки, нейронаука развития; страны ЕС, в свою очередь, — в биологической психиатрии, когнитивной нейронауке, эндокринных и автономных системах, неврологии и системах чувств. Следующие по значимости научной продукции в мире три страны — Канада, Япония и Китай — также имеют разную специализацию. Канадские исследователи концентрируются на вопросах социальных аспектов и ментальных заболеваний. Япония — на исследованиях систем чувств и общей нейронауке. Китай сосредоточен на наиболее актуальных предметных областях — клеточной и молекулярной нейронауке и когнитивных нейронауках, а также на нейронауке развития.

Исследования в ведущих странах поддерживаются как посредством традиционных инструментов, так и путем реализации крупномасштабных научных проектов. Среди них наиболее известны программы США (BRAIN Initiative), ЕС (Human Brain Project), Китая (China Brain Project) и Японии (Brain/MINDS). Эти инициативы в какой-то мере дополняют друг друга: США сосредоточены на развитии технологий, ЕС — на создании ИКТ-инфраструктуры, Китай и Япония создают модели приматов, что является следующей ступенью на пути создания модели нервной деятельности человека. Иными словами, наблюдается разделение труда при поиске решений для лечения нейрозаболеваний.

При этом страны стали объединяться для решения общих для всех научно-технологических вопросов. Так, для научной кооперации и совместной разработки стандартов по работе с большими объемами данных была учреждена международная структура, получившая название «Международная инициатива МОЗГ» (International Brain Initiative). В нее вошли все действующие национальные инициативы (реализуемые в США, ЕС, Японии, Корее, Китае, Канаде и Австралии). Еще одно направление международной политики связано с намерениями организовать кооперацию с ранее слабо вовлеченными в такие работы регионами. Так появилась рабочая группа БРИКС по биотехнологиям и биомедицине, в рамках которой когнитивные расстройства стали одним из двух основных направлений наряду с тематикой антимикробной резистентности. Россия участвует в инициативе БРИКС и даже планирует запустить собственную научную программу по аналогии с рассмотренными зарубежными проектами.

Российские акценты

Несмотря на участие в ряде международных инициатив, в России системная работа по координации исследований, обобщению и стандартизации современных методов диагностики и лечения еще далека от совершенства. Малочисленные разрозненные группы и слабая включенность в международные медицинские программы пока затрудняют выход российской медицины на современный уровень в сфере неврологических и психических расстройств.

В государственной политике, после того как в 2015 году появилась Национальная технологическая инициатива (НТИ), основной акцент был сделан на коммерческих приложениях нейронаук и технологий. В рамках НТИ нейротехнологии стали одним из перспективных целевых рынков. Любопытно, что до начала НТИ в России начала складываться основа для формирования сетевого сообщества. В 2011 году было организовано стратегическое общественное движение «Россия 2045» («Инициатива 2045»), главным проектом которого был «Аватар» — создание технологий искусственного тела человека для реабилитации инвалидов, улучшения качества жизни и значительного увеличения ее продолжительности. Сообщество объединило 40 тысяч российских и зарубежных участников, а финансирование проекта было частным и продолжалось около двух лет. Проект не был завершен, однако его идеи частично были перенесены в сетевое сообщество «Нейронет».
Одновременно усиливается фокус на смежном направлении, важном для развития нейротехнологий, — искусственном интеллекте. Такой акцент связан, с одной стороны, с тем, что объем мирового рынка ИИ в 16,5 раза больше рынка нейротехнологий (по данным «дорожной карты» «Нейротехнологии и искусственный интеллект»). С другой стороны, большее внимание ИИ может уделяться в связи с тем, что есть крупные российские компании, занимающиеся разработками в этой сфере («Яндекс», «Лаборатория Касперского», ABBYY, Mail.ru Group и другие), на базе которых возможно более быстрое развитие рынка.

Барьеры для коммерциализации

Выборочные интервью с руководителями компаний, развивающих продукты на основе нейротехнологий, успешно реализующих продукцию как на российском, так и зарубежном рынках и участвующих в НТИ, позволили определить основные барьеры развития именно в России.

Первый барьер — финансовый. Практически все компании полагают, что в условиях неразвитости рынка нейротехнологий и в целом настороженного, консервативного отношения (в том числе населения) ко всем технологиям, затрагивающим мозг, государство должно было бы обеспечить стартовый заказ, то есть гарантированный спрос на продукцию, в первую очередь, со стороны лечебных учреждений. Такой инструмент формирования спроса действительно может оказаться эффективным, однако таит в себе опасность подавления конкуренции и появления на рынке новых монополистов.

Второй барьер связан с ограниченным разнообразием используемых государством инструментов поддержки компаний, в том числе нефинансовых. Большинство мер связано с финансированием НИОКР, однако отмечается недостаточное содействие институтов развития в части сертификации новых продуктов, которая сложна и трудоемка. Следует подчеркнуть, что стадия НИОКР финансируется из бюджетных средств в достаточных объемах, но далее компании должны находить источники финансирования сами, а их очень мало. При этом завершенная стадия НИОКР еще не интересна венчурным инвесторам. Такая фокусировка на НИОКР без наличия достаточного числа инструментов на следующих этапах развития продукта приводит к неэффективному расходованию бюджетных средств.

Третий барьер касается этических, юридических и социальных аспектов разработки и применения нейротехнологий. В общественном мнении возможности и риски развития нейротехнологий связываются в первую очередь с распространением ИМК, которые могут привести к изменению человека как вида в процессе эволюции киберфизических систем и искусственного интеллекта. При этом дилемма государственного регулирования состоит в том, что большое внимание к этическим нормам может подавлять стимулы к наиболее смелым экспериментам и реализации рискованных идей, которые могли бы обеспечить технологическое лидерство.

Четвертый барьер связан с сертификацией индивидуальных изделий. В настоящее время она сложная, и компаниям-новичкам рынка непросто разобраться в том, какие шаги надо предпринять для ее проведения. Следует отметить, что опыт предоставления такого рода услуг есть, но для ограниченного сегмента компаний. Такая поддержка предоставляется компаниям-участникам программы «Национальные чемпионы», направленной на оказание ­консьерж-услуг средним быстрорастущим технологическим компаниям с тем, чтобы они смогли нарастить объемы экспорта. Распространение такой практики за пределы целевой группы средних технологических компаний, пусть и с урезанным набором услуг, было бы полезно для роста российского инновационного бизнеса. Институты развития, включенные в НТИ, равно как и Российский экспортный центр, могли бы оказывать такое содействие.

В целом важным представляется появление действительно сетевого взаимодействия между компаниями-участниками НТИ, в том числе объединение усилий как в исследованиях, так и в разработке новых технологий и продуктов.

Ирина Дежина,
руководитель Аналитического департамента научно-технологического развития Сколтеха

Нет комментариев