Bionički čovek

Amerikanac Metju Nagl (25), nekadašnji igrač ragbija, ostao je paralizovan od vrata naniže nakon napada nožem 2001. godine. Prošle godine, Nagl je pristao da učestvuje kao "zamorče" u eksperimentima sa tzv. mozak-kompjuter interfejsima, koje razvija američka kompanija Cyberkinetics. Ubrzo potom, u Naglovu glavu je hirurškim putem ugrađen implant pod nazivom BrainGate, proizvod kompanije Cyberkinetics.

Implant u vidu niza od 96 elektroda, prečnika vlasi ljudske kose i dužine oko 1 milimetar, bukvalno je utisnut u ogoljeni deo površine Naglovog mozga, upravo iznad regiona senzornog motornog korteksa. U ovom delu mozga nalaze se sva neuronska kola koja upravljaju pokretima ruke i šake. Naučnici su pomoću tankog provodnika povezali elektrode sa metalnom pločicom na Naglovoj lobanji. Pločica je zatim povezana sa pojačalom i računarom. Nakon povezivanja, računar je uspešno očitao seriju talasa proizvedenih slabim naponom usled pražnjenja neurona ispod elektroda.

Naučnici su u narednom periodu ispitali tehnologiju kroz seriju eksperimenata. Pokazalo se da je Nagl sposoban da samo svojim mislima i, naravno, uz pomoć računara, uključi ili isključi TV, pojača ton ili ga utiša. Naučnici su odahnuli, jer je na samom početku projekta vladala velika zabrinutost oko sposobnosti tačnog tumačenja aktivnosti mozga.

Tumačenje signala

Naime, Nagl je bio paralizovan gotovo četiri godine i naučnici nisu bili u stanju da procene na koji način i u kojoj je meri ovaj period uticao na moždane signale koji kontrolišu pokret. Naučnici još uvek nisu sigurni da li se kod paralitičara sposobnost proizvodnje ovih signala gubi vremenom, kao što i mišići atrofiraju usled neupotrebe. Zato je tim naučnika kompanije Cyberkinetics bio oduševljen kad su Naglove misli o pokretu proizvele upotrebljive signale na računaru.

Dobijanje signala predstavljalo je jedan problem, a njihovo tumačenje drugi. Ubrzo se, međutim, pokazalo da određena pravila postoje: ukoliko mozak želi da se ruka pokrene na desno, određene ćelije ispaljuju brzu seriju impulsa. Ukoliko mozak želi da se ruka pokrene levo, ćelije ispaljuju različit broj perioda. Pronađeno je da električni signali sadrže i druge informacije o pokretima.

Naučnici sada nameravaju da ispitaju tehnologiju na većem broju ispitanika. Ova testiranja trebalo bi da traju još nekih 18 meseci. Tim naučnika sa Djukovog univerziteta u Kaliforniji, predvođen Miguelom Nikolelisom, nalazi se u završnoj fazi procedure dobijanja odobrenja za ugradnju implanata u mozak 16 kvadriplegičnih pacijenata, na period od 30 dana. Polovina pacijenata nalazi se u Brazilu, a polovina u SAD.

Naučnike veoma interesuje da li će mozgovi ovih pacijenata još uvek proizvoditi upotrebljive signale. Ukoliko se dobiju pozitivni rezultati, pacijenti će pokušati da pokrenu veštačku ruku i uhvate predmet. Prethodni eksperimenti sa majmunima pokazali su da mozak ove životinje sa ugrađenim implantom prihvata robotsku ruku i čak joj posvećuje deo neuronskog prostora.

Kapa umesto implanta

Cilj naučnika nije razvoj kiborga, već moždanih implanata koji bi paralizovanim osobama omogućili da se samostalno kreću. Nikolelis i njegov tim već su započeli radove na projektovanju robotičkog "egzoskeleta", koji bi mogao da pokreće paralizovane noge. Naučnici istovremeno rade i na razvoju robotskih udova koji bi se pokretali osnovnom komandom iz mozga, ali pokret bi doterivao sam uređaj upotrebom odgovarajućeg programa.

Pored svih ovih "obećanih" stvari, mnogi veruju da za većinu pacijenata implanti nisu najbolje rešenje. Naime, implanti imaju više loših strana, a jedna od najgorih je da zahtevaju primenu invazivne hirurgije, uz sve rizike koji prate takve zahvate. Kao drugo, implantirane elektrode prozrokuju određeno zapaljenje moždanog tkiva u koje su utisnute. Ukoliko je zapaljenje jače, ono može da ometa signale koje prikupljaju elektrode. Nikolelis tvrdi da je zapaljenje suviše slabo i kao primer navodi majmune koji nose implante već pet godina.

Tim naučnika iz Vadsvort centra, istraživačkog ogranka zdravstvenog biroa države Njujork (SAD) radi na drugačijem rešenju. Naučnici su nedavno pokazali da kapa (naizgled slična kapi za plivanje) sa ugrađenim elektrodama može da prikupi dovoljno jasne signale da omogući korisniku pokretanje kursora na ekranu računara. Eksperiment je jasno pokazao da implanti možda neće biti potrebni.

Interesantno je da sistem ne prikuplja samo signale koji služe za pokretanje udova, već opšte promene u moždanoj aktivnosti. Oko 80 procenata ispitanika veoma brzo je naučilo da kontroliše svoje moždane signale u dovoljnoj meri da pokrene kursor na ekranu. Iako je ova tehnologija dala rezultate, naučnici iz Vadsvorta smatraju da bi najbolje rešenje mogla da predstavlja tehnika elektrokortikografije ili ekog.

Ekog podrazumeva primenu manje operacije radi postavljanja pločice - elektrode - na površinu mozga. Na ovaj način se dobijaju jaki signali iz manjih oblasti, takođe bez umetanja elektroda u mozak. Preliminarna ispitivanja su pokazala da pacijenti brže stiču kontrolu nad ekog uređajima nego nad elektrodama smeštenim na njihovim lobanjama. Naučnici, ipak, smatraju da će se sve tri tehnologije u budućnosti razvijati paralelno, kao i da će svaka naći svoje korisnike.

Oko za slepe

Američki istraživači uspešno su testirali "bioničko oko" na laboratorijskim pacovima. Naučnici se nadaju da bi očni implant u vidu tromilimetarskog čipa mogao u bliskoj budućnosti da slepima pruži vid. Procenjuje se da u svetu oko 1,5 miliona ljudi boluje od bolesti "retinitis pigmentosa", dok se samo na Zapadu svake godine dijagnostifikuje oko 700.000 ljudi sa degenerativnim promenama oka vezanim za starost. Kod obe vrste bolesti postepeno odumiru ćelije mrežnjače (retine) koje se nalaze u pozadini oka i koje su zadužene za obradu svetlosti.

Retinalni implanti za ljude već su razvijeni, ali poseduju jednu značajnu manu - veoma slabu rezoluciju. Danijel Palanker sa Stenfordskog univerziteta tvrdi da implant kojeg je razvio zajedno sa svojim kolegama poseduje mnogo bolju rezoluciju od postojećih. Oštrina vida od 20/20 se smatra normalnom, dok se 20/400 već pripisuje slepima. Palanker i njegov tim tvrde da njihov uređaj obezbeđuje oštrinu od 20/80.

Samostalan život i čitanje krupnijih slova sa ovakvom oštrinom vida već su mogući. Da bi uređaj radio, mikročip mora da bude implantiran iza retine slepe osobe. Predviđeno je da pacijent nosi naočare sa ugrađenom malom video kamerom. Zadatak kamere je da hvata svetlost i prenosi sliku bežičnim putem do "džepnog" računara smeštenog na pojasu, radi obrade. Računar zatim prenosi informaciju do infracrvenog LED ekrana na naočarima.

Naočare reflektuju infracrvenu sliku u oko i na retinalni čip, stimulišući na taj način fotodiode smeštene na čipu. Fotodiode imitiraju retinalne ćelije u konverziji svetla u električne signale, koji se zatim prenose ćelijama u unutrašnjoj retini preko nervnih impulsa do mozga. Naočare su transparentne, te ukoliko korisnik još uvek poseduje nešto od čula vida, moguće je poređenje informacija iz dva izvora - uređaj pokriva oko deset stepeni vidnog polja korisnika.

Ispitivanja sa pacovima su pokazala da se nakon smeštanja implanta iza retine, preostale žive ćelije retine pomeraju bliže fotodiodama na implantu. Što su ćelije bliže nizovima, bolja je rezolucija slike. Naučnici kažu da je njihov cilj da se prostor između retinalnih ćelija i implanta suzi na oko 10 mikrona, što, otprilike, odgovara prečniku jedne ćelije. Implanti primenjeni na slepim pacovima, vratili su životinjama deo vida. Da bi se uređaji isprobali i na ljudima, prvo moraju da budu ispitani i na većim životinjama, a potrebni su i dodatni bezbedonosni testovi.

Oliver Terzić

Pristao bih na ovako nesto ako bih se nasao u poziciji tog coveka.

pristao bih na ovo i da nisam povredjen coolj

stvarno ql