Pomocník v mozku. Jak implantáty změní naše životy v budoucnu

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 03:50

V budoucnu se mozkové implantáty stanou stejně samozřejmostí jako chytrý telefon. Ano, pochlubit se novým modelem implantátu není tak snadné, ale výhody takového asistenta v mozku jsou nepopiratelné. Zjistili jsme, jak mohou implantáty pomoci v každodenním životě.

Co byste dali za to, že vidíte ve tmě? Nebo pro čip ve vaší hlavě, který na první příkaz může poskytnout jakoukoli dříve přečtenou informaci? Nebo stejný čip, ale s možností připojení online a zobrazení stránky Wikipedie přímo ve vaší hlavě?

Neuroprotetický obor se zabývá zaváděním neurálních protéz do mozku. První nervová protéza byla vytvořena v roce 1957 pro lidi se ztrátou sluchu. Protéza dostala název „kochleární implantát“(lat. Cochlea – hlemýžď). Je nezbytný pro osoby, jejichž nedoslýchavost je způsobena poškozením struktur hlemýždě - sluchové části vnitřního ucha nebo sluchového analyzátoru.

Podstata metody spočívá v tom, že v těle je instalováno zařízení, které dokáže převést zvukové impulsy čtené externím mikrofonem na signály srozumitelné nervové soustavě. Postupem času, jak se pacient adaptuje na implantát, začíná slyšet.

Po vytvoření kochleárních implantátů udělala neuroprotetika obrovský skok vpřed. A to, co nyní dělá věda, skutečně vypadá jako sci-fi.

Bionické části těla

Vytváření umělých částí těla, které lze ovládat mozkem jako ty skutečné, je jedním z úkolů neuroprotetiky. Vědci z Johns Hopkins University v tom výrazně pokročili. Podařilo se jim vytvořit dvě protézy pro Les Baugh, kterému byly amputovány obě paže.

Bach před 40 lety přišel o ruce v důsledku silného elektrického výboje, takže úkol vědců se neomezoval jen na vytváření protéz. Nejprve potřebovali probudit nervová zakončení v těle, protože po 40 letech nečinnosti ztratili schopnost číst a přenášet signály.

Prototyp nošený na Bachovi vypadá takto.

Pod košilí je korzet, ke kterému jsou připevněny senzory. Čtou signály z nervových zakončení a převádějí je do vzorců, kterým mohou protézy rozumět.

Bach tím, že začal používat protézy, překvapil i jejich tvůrce. Dokázal je nejen ovládat, ale i kombinovat gesta oběma rukama zároveň. Podle samotného Bacha mu „protézy otevřely dveře do nového světa“. S jejich pomocí dokáže například zvedat a přemisťovat předměty.

Přesto mají zubní protézy k ideálu daleko. Pohyby jsou reprodukovány postupně v každém "kloubu". To znamená, že aby mohl Bach pohnout rukou, musí nejprve uvést do pohybu ramenní kloub, poté loketní kloub a teprve poté kloub zápěstí. Jeden z inženýrů projektu, Michael McLoughlin, si však nemyslí, že jde o velký problém:

Právě začínáme. Vzpomeňte si na internet v jeho počátcích. Příštích 10 let bude fenomenálních.

Pozorování neuronů

Jednou z nejzajímavějších částí neuroprotetiky je zlepšení výkonu mozku. A v tom vědci z Neurotechnologického centra Kolumbijské univerzity dosáhli největších výsledků. Podařilo se jim implantovat vlákno poseté mikroskopickými elektronickými zařízeními do mozku myši. S jejich pomocí dokázali sledovat a stimulovat jednotlivé neurony v mozku.

Nyní je hlavním cílem projektu co nejlépe prozkoumat mozek savců. Vědci stále nemohou pochopit, jak činnost jednotlivých neuronů vyvolává emoce a vjemy. Lidský mozek obsahuje. Mozek myši je tisíckrát menší, a to je stále fantastické množství neznámých informací.

Neurony překvapivě vnímají cizí předmět přátelsky. Během pěti týdnů, kdy byl myší mozek pozorován, nebylo detekováno žádné odmítnutí.

Dalším krokem je implementace sítě vláken obsahujících nové senzory. Chceme také studovat mozky myší v jejich každodenním životě a pracujeme na dálkovém přenosu informací z neuronů.

O prvním experimentu na lidském mozku tým zatím nepřemýšlel. Projekt se bude testovat minimálně několik let a teprve poté, po desítkách úspěšných pokusů, bude možné jej otestovat na člověku. Pokud bude projekt stále úspěšný, umělé objekty, které jsou propojeny s neurony, otevřou nekonečné možnosti: od studia mozku na dříve nedosažitelné úrovni až po stimulaci mozkových funkcí pomocí elektrických impulsů.

Co když budou hacknuti?

Jmenuji se Bakare Baito a jsem synovec nigerijského prince. Můj strýc zemřel a odkázal mi 2 miliony dolarů. Bohužel jsem v jiné zemi a nemám peníze na letenku. Zašlete prosím peníze za vstupenku a my se o peníze rozdělíme.

Pokud spamové filtry vašeho e-mailového klienta fungují dobře, pak takové zprávy dostáváte jen zřídka. Když je to špatně, tak častěji. Ještě horší je, pokud jste podobnému příběhu uvěřili a alespoň jednou převedli peníze.

Spam v e-mailových klientech, sociálních sítích nebo SMS však není velký problém. Je ale možné, že v budoucnu, až se mozkový implantát stane tak samozřejmostí jako chytrý telefon, budeme dostávat spam do mozku?

Bohužel, to je nevyhnutelné.

Alespoň to tvrdí odborníci. Například technolog The Intercept (Micah Lee):

Zdá se mi, že lidská civilizace je stovky let od bodu, kdy může vytvářet software bez kritických chyb. Pokud je to vůbec možné.

Je těžké nesouhlasit s Mikem. Dokážete vyjmenovat alespoň jeden program nebo aplikaci, která nemá jedinou chybu? Nepravděpodobné. Problém je v tom, že potenciální mozkový implantát je stejné zařízení jako moderní smartphone nebo počítač. Mnohem dokonalejší, samozřejmě. Ale podstatou je, že má také softwarový shell, který jej spouští. A tento shell bude mít chyby a zranitelnosti.

Dvě největší softwarové společnosti, Google a Apple, stále znovu objevují zranitelnosti. Jsou jako hydra: na pozadí jedné opravené chyby se v budoucnu objeví dvě.

Možným řešením je omezení vnější interakce implantátu. To znamená, že bude moci vykonávat určité funkce, ale nebude mít spojení s internetem nebo vnějším světem.

Co když však potřebujete aktualizovat software na implantátu? Nebo opravit chybu? Stále musíte někomu jinému umožnit přístup do vašeho mozku. Tento problém nemá žádné řešení.

Budoucnost

Mozkové implantáty jsou jen otázkou času. Jakmile se objeví stabilní technologie, začnou přední společnosti uvolňovat svá řešení. A hlavně si je budete chtít koupit.

Jedním z důvodů, proč není přesný čas objevení takového implantátu znám, jsou materiály. Zatím by mohl fungovat grafen, modifikace uhlíku o tloušťce jednoho atomu. Má dobrou elektrickou vodivost, a protože je vyroben z organického materiálu, pravděpodobnost biokompatibility je vysoká.

Ale navzdory tomu, že vědci nyní zkoumají biokompatibilitu grafenu, s implantáty v hlavě jsme stále ještě desítky let daleko od budoucnosti. Je to dobré nebo špatné?