S rozvojem technologií je již společné úsilí konstruktérů a lékařů schopno dát všem postiženým osobám plný život a nahradit nemocný nebo ztracený orgán multifunkční protézou.
Biomechanika studuje pohyb živého organismu i mechanické procesy v systémech, orgánech a tkáních. Historie této vědy začala ve starověku - připomeňme si alespoň známého italského lékaře jménem Galen. Potomci si užili ovoce jeho práce více než tisíc let.
Předpokládá se, že první protézy se objevily ve starověké Indii a Egyptě. Samozřejmě, že byli velmi primitivní a nenahradili ztracenou končetinu nejlepším způsobem. Podobné protézy zahrnují pirátské háčky spolu s dřevěnými pařezy.
V některých případech byl nešťastník spokojený pouze s čistě kosmetickým účinkem, například skleněné oko mohlo maskovat ztrátu přítomnosti, ale nesplnilo své funkce. Teprve v 19. století se objevily slibné protézy rukou, ve kterých byl loketní kloub ohnutý, prsty zaťaté a nezatažené.
Průlom v biomechanice
Dvacáté století přivedlo protetiku na vyšší úroveň rozvoje. Lékaři minulého století měli příležitost nahradit nejen končetiny, ale i vnitřní orgány. Takže v roce 1937, průkopník transplantace V. P. Demikhov implantoval do psa umělé srdce. Přestože zvíře dlouho nežilo, životaschopnost samotné myšlenky byla potvrzena. V dnešní době přicházejí umělé tepny, chlopně a srdce v různých provedeních.
Propagační video:
Nyní na celém světě lékaři provádějí četné operace k instalaci sluchadel a umělé oční čočky, fúzi zlomených kostí a výměně opotřebovaných kloubů. Lidstvo je na pokraji řešení takových problémů, jako je vytváření umělých orgánů a končetin schopných plně obnovit všechny dříve ztracené funkce.
Mechanická končetina
V minulém století se některé technologie vyvinuly tak, že byly vytvořeny manipulátory, jejichž schopnosti přesahují fyzické schopnosti lidské ruky. V průmyslu se používají již dlouhou dobu pod kontrolou mikroprocesorů. Přirozeně se objevila myšlenka vytvořit dokonalé mechanické paže a nohy.
Dnes můžeme s naprostou jistotou říci, že se věci posunuly ze země. Britská společnost Touch Bionics je právem považována za průkopníka ve vývoji jedinečných bionických protéz. S podporou vlády vyráběla protézy pro veterány a od roku 2007 se společnost přestěhovala do komerčního sektoru se značkovou řadou končetin.
Protézy od Touch Bionics obsahují speciální senzory. Zaznamenávají nejslabší elektrický impuls vyplývající z kontrakce svalů té části končetiny, která dokázala přežít. Protéza reaguje na svalovou práci a provádí programované pohyby. Po nějakém cvičení pacient volně pohybuje prsty, zvedá předměty a upravuje sílu komprese.
Američtí vědci pracující na Johns Hopkins University dosáhli také působivých výsledků. Jejich pacient, který před 40 lety ztratil obě paže, dokázal pomocí protéz provádět jednoduché pohyby - vezměte šálek nebo noviny, přepněte televizní kanály na dálkové ovládání.
Myoelektrická technologie má stále své nedostatky. Nedostatek komunikace s nervovým systémem vám umožňuje provádět pouze programované akce. Vědci ze Švédska na Chalmers University of Technology bojují proti tomuto problému. Zde se vytvářejí bionické končetiny, které jsou řízeny smíšeným principem: částečně pomocí myoelektrických metod a částečně zachycením elektrických signálů z nervového systému. Toho je dosaženo pomocí elektrod, které jsou implantovány do těla. Tato technologie umožňuje intuitivní ovládání protézy.
Současně vědci z celého světa pracují na vytvoření protéz pro nohy. Tyto umělé končetiny nepotřebují mechanismy pro jemné pohybové dovednosti pohybů, ale jsou zde i některé nuance: člověk musí zapomenout, že má protézu. Tento výsledek dosud nebyl dosažen, ale přesto je zde určitý pokrok. S protetickými nohami už lidé udělali mnoho kilometrů výletů, šli do horních pater nejvyšších mrakodrapů, jedním slovem dělali, co nemohli udělat ani někteří zdraví lidé.
Podívejte se znovu na svět
Vývoj zařízení, které může nahradit lidské vidění, je nejobtížnějším úkolem. Den je stále vzdálený, když se objeví zařízení, které plně kompenzuje ztrátu zraku člověku, ale v tomto směru již byly podniknuty některé kroky. Aktivně se vyvíjí umělá sítnice. Nemoc tohoto konkrétního orgánu se nejčastěji stává příčinou ztráty zraku.
Američtí vědci již představili zařízení zvané „Argus 2“, které se může stát prototypem prvního bionického oka. Brýle se zabudovanou kamerou vysílají signál do počítače přístroje. Tam je zpracován a přenesen do přijímače, kde je přeměněn na příkaz pro elektrody implantované do oka. Elektrody stimulují buňky v zrakovém nervu a sítnici, což umožňuje obnovit zrak.
Moderní modely Argus mají pouze 60 elektrod, což je velmi malé. Ale i takové zařízení během klinických hodnocení umožnilo zcela slepým lidem navigovat ve vesmíru a číst velká písmena. Američtí vědci budou zvyšovat rozlišení vytvořeného aparátu a nakonec dosáhnout obnovení vidění o 100 procent.
Nano Retina má svůj vlastní přístup k řešení tohoto problému. Jeho specialisté vyvinuli druh senzoru s rozlišením 24X24 pixelů, který je připojen přímo k optickému nervu. Implantát je poháněn speciálními brýlemi, které na něj promítají infračervené záření. Implantát převádí data pixelů na elektrické impulsy, což mozku umožňuje jejich analýzu.
Popsaný systém dosud nepodstoupil klinické zkoušky, ale podle výpočtů vývojářů bude vykazovat dobré výsledky a bude mnohem snazší ho implementovat než model Argus.
V pravý čas se bionické protézy promění v každodenní realitu, a to je již první krok ke vzniku kyborgů - jedinečná kombinace stroje a člověka. Bude to ale úplně jiný příběh.