Pomocník v mozgu. Ako implantáty zmenia naše životy v budúcnosti

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

V budúcnosti sa mozgové implantáty stanú takou samozrejmosťou ako smartfóny. Áno, nie je také ľahké pochváliť sa novým modelom implantátu, ale výhody takéhoto asistenta v mozgu sú nepopierateľné. Zistili sme, ako môžu implantáty pomôcť v každodennom živote.

Čo by ste dali za to, že vidíte v tme? Alebo pre čip v hlave, ktorý na prvý príkaz dokáže poskytnúť akúkoľvek skôr prečítanú informáciu? Alebo ten istý čip, ale s možnosťou ísť online a zobraziť si stránku Wikipédie priamo vo vašej hlave?

Disciplína neuroprotetika sa zaoberá zavádzaním nervových protéz do mozgu. Prvá nervová protéza bola vytvorená v roku 1957 pre ľudí so stratou sluchu. Protéza dostala názov „kochleárny implantát“(lat. Cochlea – slimák). Je potrebný pre ľudí, ktorých strata sluchu je spôsobená poškodením štruktúr slimáka - sluchovej časti vnútorného ucha alebo sluchového analyzátora.

Podstata metódy spočíva v tom, že v tele je inštalované zariadenie, ktoré dokáže premieňať zvukové impulzy načítané externým mikrofónom na signály zrozumiteľné pre nervový systém. Postupom času, ako sa pacient prispôsobuje implantátu, začína počuť.

Po vytvorení kochleárnych implantátov urobila neuroprotetika obrovský skok vpred. A to, čo teraz robí veda, naozaj vyzerá ako sci-fi.

Bionické časti tela

Vytváranie umelých častí tela, ktoré dokáže mozog ovládať ako tie skutočné, je jednou z úloh neuroprotetiky. Vedci z Univerzity Johnsa Hopkinsa v tom výrazne pokročili. Pre Les Baugha, ktorému amputovali obe ruky, sa podarilo vytvoriť dve protézy.

Bach prišiel o ruky v dôsledku silného elektrického výboja pred 40 rokmi, takže úloha vedcov sa neobmedzovala len na vytváranie protéz. V prvom rade potrebovali prebudiť nervové zakončenia v tele, keďže po 40 rokoch nečinnosti stratili schopnosť čítať a prenášať signály.

Prototyp nosený na Bachovi vyzerá takto.

Pod košeľou je korzet, na ktorý sú pripevnené senzory. Čítajú signály z nervových zakončení a prekladajú ich do vzorcov, ktorým protézy rozumejú.

Bach tým, že začal používať protézy, prekvapil aj ich tvorcov. Zvládol ich nielen ovládať, ale aj kombinovať gestá oboma rukami súčasne. Podľa samotného Bacha mu „protézy otvorili dvere do nového sveta“. S ich pomocou dokáže napríklad vyberať a presúvať predmety.

Napriek tomu sú zubné protézy ďaleko od ideálu. Pohyby sa reprodukujú postupne v každom "kĺbe". To znamená, že na to, aby mohol Bach pohnúť rukou, musí najprv uviesť do pohybu ramenný kĺb, potom lakťový kĺb a až potom zápästný kĺb. Jeden z inžinierov projektu, Michael McLoughlin, si však nemyslí, že ide o veľký problém:

Ešte len začíname. Spomeňte si na internet v jeho začiatkoch. Nasledujúcich 10 rokov bude fenomenálnych.

Pozorovanie neurónov

Jednou z najzaujímavejších častí neuroprotetiky je zlepšenie výkonu mozgu. A v tomto dosiahli vedci z Neurotechnologického centra Kolumbijskej univerzity najväčšie výsledky. Do mozgu myši sa im podarilo implantovať vlákno posiate mikroskopickými elektronickými zariadeniami. S ich pomocou dokázali sledovať a stimulovať jednotlivé neuróny v mozgu.

Teraz je hlavným cieľom projektu čo najlepšie študovať mozog cicavcov. Vedci stále nedokážu pochopiť, ako činnosť jednotlivých neurónov vyvoláva emócie a vnemy. Ľudský mozog obsahuje. Myší mozog je tisíckrát menší, a to je stále fantastické množstvo neznámych informácií.

Prekvapivo, neuróny vnímajú cudzí predmet priateľsky. Počas piatich týždňov, počas ktorých bol pozorovaný myšací mozog, nebolo zistené žiadne odmietnutie.

Ďalším krokom je implementácia siete vlákien obsahujúcich nové senzory. Chceme tiež študovať mozgy myší v ich každodennom živote a pracujeme na diaľkovom prenose informácií z neurónov.

Tím ešte neuvažoval o prvom experimente na ľudskom mozgu. Projekt sa bude testovať minimálne niekoľko rokov a až potom ho po desiatkach úspešných pokusov bude možné otestovať na človeku. Ak bude projekt stále úspešný, umelé objekty, ktoré sú prepojené s neurónmi, otvoria nekonečné možnosti: od štúdia mozgu na predtým nedosiahnuteľnej úrovni až po stimuláciu mozgových funkcií pomocou elektrických impulzov.

Čo ak ich hacknú?

Volám sa Bakare Baito a som synovcom nigérijského princa. Môj strýko zomrel a odkázal mi 2 milióny dolárov. Žiaľ, som v inej krajine a nemám peniaze na letenku. Pošlite peniaze za lístok a my si ich rozdelíme.

Ak spamové filtre vášho e-mailového klienta fungujú dobre, takéto správy dostávate len zriedka. Ak je to zlé, tak častejšie. Je to ešte horšie, ak ste uverili podobnému príbehu a aspoň raz previedli peniaze.

Spam v emailových klientoch, sociálnych sieťach či SMS však nie je veľký problém. Je však možné, že v budúcnosti, keď sa mozgový implantát stane takou samozrejmosťou ako smartfón, dostaneme do mozgu spam?

Bohužiaľ, toto je nevyhnutné.

Aspoň to tvrdia odborníci. Napríklad technológ The Intercept (Micah Lee):

Zdá sa mi, že ľudská civilizácia je stovky rokov od bodu, v ktorom môže vytvárať softvér bez kritických chýb. Ak je to vôbec možné.

Je ťažké nesúhlasiť s Mikeom. Viete vymenovať aspoň jeden program alebo aplikáciu, ktorá nemá ani jednu chybu? nepravdepodobné. Problém je v tom, že potenciálny mozgový implantát je rovnaké zariadenie ako moderný smartfón alebo počítač. Oveľa dokonalejšie, samozrejme. Základom však je, že má aj softvérový shell, ktorý ho spúšťa. A tento shell bude mať chyby a zraniteľnosti.

Dve najväčšie softvérové spoločnosti, Google a Apple, stále znovu objavujú svoje zraniteľné miesta. Sú ako hydra: na pozadí jednej opravenej chyby sa v budúcnosti objavia dve.

Možným riešením je obmedzenie vonkajšej interakcie implantátu. To znamená, že bude môcť vykonávať určité funkcie, ale nebude mať spojenie s internetom alebo vonkajším svetom.

Čo ak však potrebujete aktualizovať softvér na implantáte? Alebo opraviť chybu? Stále musíte dať niekomu inému prístup k vášmu mozgu. Na tento problém neexistuje žiadne riešenie.

Budúcnosť

Mozgové implantáty sú len otázkou času. Hneď ako sa objaví stabilná technológia, popredné spoločnosti začnú uvoľňovať svoje riešenia. A čo je najdôležitejšie, budete si ich chcieť kúpiť.

Jedným z dôvodov, prečo nie je známy presný čas objavenia sa takéhoto implantátu, sú materiály. Zatiaľ ten, ktorý by mohol fungovať, je grafén, modifikácia uhlíka s hrúbkou jedného atómu. Má dobrú elektrickú vodivosť a keďže je vyrobený z organického materiálu, pravdepodobnosť biokompatibility je vysoká.

No napriek tomu, že vedci teraz skúmajú biokompatibilitu grafénu, s implantátmi v hlave nás od budúcnosti stále delia desiatky rokov. Je to dobré alebo zlé?