Znanstveniki že preizkušajo edinstvene naprave, ki odpirajo človeku neizmerne perspektive.
- Kibermedicina je uvajanje različnih naprav v človeško telo, ki pomagajo popravljati telesne okvare, se boriti proti hudim boleznim in njihovim posledicam, z eno besedo, da čim bolj podaljšajo normalno, polno življenje, - pojasnjuje vodja laboratorija Inštituta za višjo živčno aktivnost in nevrofiziologijo Ruske akademije znanosti, doktor bioloških znanosti, Profesor Aleksander Frolov.
Vodilni znanstvenik se ukvarja s preučevanjem strukture možganov na ravni nevronov, razvojem vmesnikov med možgani in računalnikom ter njihovo uporabo za rehabilitacijo bolnikov po poškodbah in boleznih. V okviru znanstvenega predavanja - 2045, ki poteka v Moskvi, je strokovnjak spregovoril o najnovejših dosežkih na področju kibermedicine v Rusiji in drugih državah ter o vznemirljivih možnostih, ki se odpirajo pred človeštvom.
GLEJ Z MOŽGANI
"Ledvična protetika se že pogosto uporablja po vsem svetu: naprave, ki nadomeščajo te organe, lahko delujejo v človeškem telesu do 40 let," opozarja znanstvenik. - Od 2. do 7. leta je umetno srce sposobno podpirati človeško življenje. Aktivno se razvijajo pljučne in jetrne proteze. Vendar uspehi tukaj niso tako impresivni: glavni dihalni organ "živi" največ 6 mesecev, jetra pa delujejo le 4 dni. Toda to je šele začetek.
Hkrati je kibermedicini uspelo narediti nekaj, kar zmoti domišljijo in se mnogim še vedno zdi znanstvena fantastika: protetika najbolj zapletenega sistema vidnih organov.
Kot veste, ljudje pogosto odmrejo zaradi smrti mrežničnih celic - to je očesna lupina, ki zazna sliko in jo pretvori v živčne impulze. Prenašajo se v možgane, tam se dešifrirajo in dobimo običajne vizualne podobe predmetov - vidimo jih. Za tiste, ki so takšno priložnost izgubili zaradi poškodbe ali bolezni, je ameriški znanstvenik in oftalmolog William Dobelle iz New Yorka ustvaril edinstveno napravo.
Promocijski video:
"Oseba si nadene očala, v katera je nameščena majhna televizijska kamera, optični signal iz nje pa gre v elektročip, ki je implantiran v vidni korteks možganov na zadnji strani glave," pojasnjuje Aleksander Frolov. - Čip je sestavljen iz elektrod, ko se vzbudijo pa utripajo svetloba - fosfeni (si jih lahko predstavljate, če rahlo pritisnete na zaprto oko). Tako se vizualna slika, ki prihaja iz televizijske kamere, pretvori v določen nabor svetlobnih utripov. Sprva se človeku zdijo kaotični in neurejeni, a z treningom in uporabo v vsakdanjem življenju možgani začnejo prepoznavati in se navajati na to, da vsak predmet ustreza takšnemu ali drugačnemu modelu bliskavic.
"Opravljenih je bilo približno 20 operacij, bili so uspešni, eden od bolnikov je lahko celo vozil avto," pravi profesor Frolov. Leta 2004 je dr. Dobelle, ki je ustanovil svoj inštitut v New Yorku, umrl, vendar njegovi kolegi v ZDA in drugih državah še naprej raziskujejo, da bi slepi lahko dobili bolj popolne podobe sveta okoli sebe.
KAKO MISLI MOČ NADZORA ROBOTA
V laboratoriju Aleksandra Frolova je bil izveden eksperiment: na glavo osebe se postavi encefalografska mreža, ki bere električne signale možganov in jih pošilja v računalnik za prepoznavanje. Preiskovanec sedi pred zaslonom, cilj je postavljen na monitor in predlagano je, da nanj pomaknete kazalko … z močjo misli.
"Ko si predstavljamo določeno gibanje, se v možganih pojavi ustrezen električni signal," pojasnjuje profesor. "Če ujamete ta signal in ga dešifrirate z računalnikom, lahko pošljete potreben ukaz na neko zunanjo napravo in ga tako nadzirate."
Podoben algoritem je v praksi uporabil eden od začetnikov nevrokibernetike, profesor John Donahue z univerze Brown (ZDA). Dvema pacientoma - 58-letni ženski, ki je bila ohromljena pred več kot 15 leti, in 66-letnemu moškemu, ki je bil po možganski kapi popolnoma imobiliziran, so v motorno skorjo vsadili nevročipe. Signali iz možganov so šli v računalnik, jih obdelali in poslali manipulatorju - robotu v obliki roke.
Bolniki so si morali predstavljati, da umetno roko premikajo v pravo smer. Ženska je trenirala 4 dni in posledično je lahko samostojno vzela robotsko roko in si prinesla termo za kavo. Moškemu je uspelo hitreje obvladati protezo: kmalu je lahko z močjo misli upravljal z manipulatorjem, tako da so kiber prsti prijeli in stiskali penasto kroglico.
"Blizu smo vrnitvi k ohromljeni sposobnosti za izvajanje rutinskih dejanj, ki jih milijarde ljudi izvajajo v običajnem življenju, ne da bi razmišljali o tem, kako to deluje," je v intervjuju dejal dr. Donahue. Znanstveniki si zdaj prizadevajo ustvariti umetno roko s hitrejšim in prožnejšim nadzorom.
PROTEZA SE LAHKO "POČUTI"
"Kiberprotetika se po vsem svetu razvija za tiste, ki jim amputirajo roke ali noge," nadaljuje Aleksander Frolov. Eden najbolj presenetljivih primerov je južnoafriški tekač Oscar Pistorius. Z protezama namesto obeh nog je zmagal na mnogih paraolimpijskih igrah in celo uspešno tekmoval z zdravimi športniki.
Poleg tega je bilo Pistoriusu nekaj let prepovedano sodelovanje na navadnih dirkah z pretvezo, da edinstvene proteze dajejo prednosti pred človeškimi nogami. Potem pa je bila prepoved odpravljena (zdaj je Pistorius obtožen umora svojega dekleta, foto modela, sodijo mu).
Lani je v Rusijo prišel slavni "mož kiborga" Nigel Ekland. Na tiskovni konferenci je novinarjem pokazal, kako spretno manipulira z bionično protezo in nadomešča amputirano desno roko iz komolca. Nigel se v celoti streže doma: kuha, vozi avto, tipka po računalniku.
»Vse kar moram storiti je, da si recimo predstavljam, da ščipnem žogo. Signal iz možganov vstopi v panjno mišico, ki se skrči in odda impulz na motor proteze. Potem se cyberpicki upognejo in lahko nekaj vzamem, «razloži Ekland.
Zdaj znanstveniki vstopajo v naslednjo fazo: ustvarjanje sistema, ki ne bo prenašal signalov samo iz možganov v zunanjo napravo, temveč tudi v nasprotni smeri. To pomeni, da bodo prek računalnika možgani lahko prepoznali lastnosti predmetov, ki se jih proteza dotakne. Pravzaprav se bo človek naučil "otipati" svojo umetno roko!
"Za to bo treba sistem opremiti z receptorji, ki bodo zajemali spremembe v konfiguraciji predmeta, prejemali taktilne signale - vse to bo omogočilo prenos občutka občutka v možgane," Aleksander Frolov naredi osupljivo sliko.
Posledično bo upravljanje protez čim bližje polnopravnemu delovanju človeških rok in nog. Zelo občutljivi roboti se lahko uporabljajo za najbolj zapletene operacije v medicini, raziskavah in razvoju ter na drugih področjih našega življenja.
MOŽGAN + RAČUNALNIK ZA ODPOVED PO STARKU
Število bolnikov z možganskimi krvavitvami raste tako pri nas kot po vsem svetu. Ena najhujših posledic možganske kapi je paraliza, ki nastane zaradi poškodbe gibalnega področja možganov. V teh primerih lahko kibernetska medicina pomaga pri rehabilitaciji. To je projekt, ki ga trenutno dela ekipa profesorja Frolova pod pokroviteljstvom ministrstva za zdravje s sofinanciranjem ruske fundacije za temeljne raziskave (RFBR).
"Dokazano je, da ko si človek predstavlja premike rok ali nog, se aktivirajo isti deli možganov kot pri pravih gibih," pravi Aleksander Aleksejevič. Med treningom se pacientom nadenejo encefalografske kape, ki berejo možganske signale, deli telesa, ki jih je treba "premešati", pa se vstavijo v eksoskelet - napravo, ki je povezana z računalnikom in ponavlja telesne obrise.
Osebo prosimo, naj si zamisli, recimo, kako odtegne roko - ker so po kapi roke pogosto stisnjene in jih je nemogoče samostojno odviti (temu pravimo spastičnost). Preko računalnika se signal iz možganov prenese na eksoskelet, ki ga nosimo na roki, naprava pa roko sprosti. "Pomembnost tega postopka je, da kadar namišljeno gibanje sovpada z resničnostjo, tudi če je doseženo s pomočjo zunanje naprave, se v možganih zgodijo edinstvene plastične spremembe - procesi, ki obnavljajo motorično funkcijo," pojasnjuje profesor Frolov.
Zaenkrat gre za eksperimentalno tehnologijo, ki vključuje 20 bolnikov. Predpostavlja se, da bodo klinične študije nove metode rehabilitacije trajale še tri leta. Če se pri večini bolnikov potrdi njihova učinkovitost, lahko v uradne ruske standarde za rehabilitacijo možganske kapi uvedemo kibernetsko tehnologijo.