Vědci již testují jedinečná zařízení, která lidem otevírají obrovské perspektivy.
- Cybermedicine je zavedení různých zařízení do lidského těla, která pomáhají napravovat tělesná postižení, bojovat s vážnými nemocemi a jejich následky, jedním slovem tak, aby se co nejvíce prodloužil normální a plný život, - vysvětluje vedoucí laboratoře Ústavu vyšší nervové činnosti a neurofyziologie Ruské akademie věd, doktor biologických věd, Profesor Alexander Frolov.
Přední vědec se zabývá studiem struktury mozku na úrovni neuronů, vývojem rozhraní mozek-počítač a jejich využitím pro rehabilitaci pacientů po úrazech a nemocech. V rámci vědecké přednášky - 2045, která se koná v Moskvě, hovořil odborník o nejnovějších úspěších v oblasti kybermedicíny v Rusku a dalších zemích, stejně jako o vzrušujících vyhlídkách, které se lidstvu otevírají.
„VIZ S MOZGEM“
„Protetika ledvin je již široce používána po celém světě: zařízení, která tyto orgány nahrazují, mohou v lidském těle fungovat až 40 let,“připomíná vědec. - Od 2 do 7 let je umělé srdce schopné podporovat lidský život. Aktivně se vyvíjejí protézy plic a jater. Úspěchy zde však nejsou tak působivé: hlavní dýchací orgán „žije“ne déle než 6 měsíců a játra fungují pouze 4 dny. Ale to je jen začátek.
Cybermedicíně se současně podařilo něco, co otřáslo představivostí a mnohým se stále jeví jako science fiction: protetika nejsložitějšího systému zrakových orgánů.
Jak víte, lidé často oslepnou kvůli smrti buněk sítnice - to je oční skořápka, která vnímá obraz a převádí jej na nervové impulsy. Jsou přenášeny do mozku, dešifrovány tam a my získáváme obvyklé vizuální obrazy objektů - vidíme je. Pro ty, kteří o takovou příležitost přišli kvůli úrazu nebo nemoci, vytvořil americký vědec a oftalmolog William Dobelle z New Yorku jedinečné zařízení.
Propagační video:
"Člověk si nasadí brýle, ve kterých je umístěna malá televizní kamera, a optický signál z nich jde do elektrochipu implantovaného do zrakové kůry mozku v zadní části hlavy," vysvětluje Alexander Frolov. - Čip se skládá z elektrod, při jejich excitaci existují záblesky světla - fosfeny (můžete si je představit, když lehce zatlačíte na zavřené oko). Vizuální obraz přicházející z televizní kamery se tak převádí na určitou sadu světelných záblesků. Zpočátku se člověku zdají chaotické a neuspořádané, ale tréninkem a používáním v každodenním životě začíná mozek rozpoznávat a zvykat si na to, že každý objekt odpovídá jednomu nebo jinému modelu záblesků.
"Bylo provedeno asi 20 operací, byly úspěšné, jeden z pacientů byl dokonce schopen řídit auto," říká profesor Frolov. V roce 2004 Dr. Dobelle, který založil svůj institut v New Yorku, zemřel, ale jeho kolegové ve Spojených státech a dalších zemích pokračují ve výzkumu, aby nevidomí mohli získat ucelenější představy o světě kolem sebe.
JAK SI MYSLÍ, ŽE ŘÍDÍ ROBOT
V laboratoři Alexandra Frolova byl proveden experiment: na hlavu člověka je položena encefalografická síť, která čte elektrické signály mozku a přenáší jej do počítače k rozpoznání. Subjekt je usazen před obrazovkou, cíl je nastaven na monitor a je doporučeno k němu přivést kurzor … silou myšlenky.
"Když si představíme určitý pohyb, v mozku se objeví odpovídající elektrický signál," vysvětluje profesor. „Pokud zachytíte tento signál a dešifrujete ho pomocí počítače, můžete odeslat potřebný příkaz do nějakého externího zařízení a tím jej ovládat.“
Podobný algoritmus použil v praxi jeden z průkopníků neurocykernetiky, profesor John Donahue z Brown University (USA). Dva pacienti - 58letá žena, která byla paralyzována před více než 15 lety, a 66letý muž, který byl po cévní mozkové příhodě úplně imobilizován - měli implantovány neurochipy do motorické kůry. Signály z mozku šly do počítače, byly zpracovány a přeneseny do manipulátoru - robota ve formě ruky.
Pacienti si museli představit, že pohybují umělou rukou správným směrem. Žena trénovala 4 dny a díky tomu dokázala samostatně vzít svou robotickou rukou a přinést si termosku kávy. Mužovi se podařilo protézu zvládnout rychleji: brzy byl schopen ovládat manipulátor silou myšlenky tak, aby kybernetické prsty popadly a zmáčkly pěnovou kouli.
"Jsme blízko návratu k paralyzované schopnosti provádět rutinní činnosti, které miliardy lidí provádějí v běžném životě, aniž bychom přemýšleli o tom, jak to funguje," uvedl v rozhovoru Dr. Donahue. Vědci nyní pracují na vytvoření umělé paže s rychlejší a flexibilnější kontrolou.
PROSTEZE MŮŽE „CÍTIT“
„Kybernetická protetika se vyvíjí po celém světě pro ty, kterým jsou amputovány ruce nebo nohy,“pokračuje Alexander Frolov. Jedním z nejvýraznějších příkladů je jihoafrický běžec Oscar Pistorius. S protézami namísto obou nohou vyhrál mnoho paralympijských her a dokonce úspěšně soutěžil se zdravými sportovci.
Navíc bylo Pistoriovi několik let zakázáno účastnit se běžných závodů pod záminkou, že jedinečné protézy poskytují výhody před lidskými nohami. Ale pak byl zákaz zrušen (nyní je Pistorius obviněn z vraždy své přítelkyně, fotomodelky, je souzen).
Minulý rok přišel do Ruska slavný „kyborg“Nigel Ekland. Na tiskové konferenci ukázal novinářům, jak obratně manipuluje s bionickou protézou a nahrazuje amputovanou pravou ruku od loktů. Nigel si plně slouží doma: vaří, řídí auto, píše na počítači.
"Jediné, co musím udělat, je představit si, řekněme, že svírám míč." Signál z mozku vstupuje do pařezového svalu, který se stahuje a přenáší impuls na motor protézy. Pak se cyberpicks ohnou a já si něco můžu vzít, “vysvětluje Ekland.
Nyní vědci vstupují do další fáze: vytvoření systému, který bude přenášet signály nejen z mozku do externího zařízení, ale také v opačném směru. To znamená, že prostřednictvím počítače bude mozek schopen rozpoznat vlastnosti předmětů, kterých se protéza dotkne. Ve skutečnosti se člověk naučí „cítit“svou umělou ruku!
"K tomu bude nutné vybavit systém receptory, které zachytí změny v konfiguraci objektu, přijímají hmatové signály - to vše umožní přenos pocitu do mozku," vykresluje dechberoucí obrázek Aleksandr Frolov.
Ve výsledku bude správa protéz co nejblíže plnohodnotnému působení lidských rukou a nohou. Vysoce citlivé roboty lze použít pro nejsložitější operace v medicíně, výzkumu a vývoji a dalších oblastech našeho života.
BRAIN + POČÍTAČ PRO OBNOVU PO ZÁLOHU
Počet pacientů s mozkovými krváceními roste jak u nás, tak po celém světě. Jedním z nejzávažnějších následků cévní mozkové příhody je paralýza, ke které dochází v důsledku poškození motorické oblasti mozku. V těchto případech může kybernetická medicína pomoci s rehabilitací. Na tomto projektu v současné době pracuje tým profesora Frolova pod záštitou Ministerstva zdravotnictví se spolufinancováním z Ruské nadace pro základní výzkum (RFBR).
"Bylo prokázáno, že když si člověk představí pohyby svých paží nebo nohou, aktivují se stejné části mozku jako při skutečných pohybech," říká Alexander Alekseevich. Během tréninku se pacientům nasazují encefalografické čepice, které čtou mozkové signály, a části těla, které je třeba „míchat“, se vloží do exoskeletonu - zařízení připojeného k počítači a opakujícího tvar těla.
Osoba je požádána, aby si představila, řekněme, uvolnění ruky - protože po cévní mozkové příhodě jsou ruce často stlačené a nelze je samy narovnat (to se nazývá spasticita). Prostřednictvím počítače se signál z mozku přenáší na exoskeleton, který se nosí na ruce, a zařízení ruku rozepne. „Důležitost tohoto postupu spočívá v tom, že když se imaginární pohyb shoduje s realitou - i když je toho dosaženo pomocí externího zařízení, v mozku dochází k jedinečným plastickým změnám - procesům, které obnovují motorické funkce,“vysvětluje profesor Frolov.
Zatím se jedná o experimentální technologii, která zahrnuje 20 pacientů. Předpokládá se, že klinické studie nové metody rehabilitace potrvají další tři roky. Pokud je jejich účinnost potvrzena u většiny pacientů, lze kybernetickou technologii zavést do oficiálních ruských standardů rehabilitace mrtvice.