S rozvojom technológií je už spoločné úsilie dizajnérov a lekárov schopné dať všetkému postihnutému človeku plný život a nahradiť chorý alebo stratený orgán multifunkčnou protézou.
Biomechanika študuje pohyb živého organizmu, ako aj mechanické procesy v systémoch, orgánoch a tkanivách. História tejto vedy sa začala v staroveku - pripomeňme si aspoň známeho talianskeho lekára menom Galen. Potomkovia sa tešia z ovocia svojej práce už viac ako tisíc rokov.
Predpokladá sa, že prvé protézy sa objavili v starej Indii a Egypte. Samozrejme, boli mimoriadne primitívni a nenahradili stratenú končatinu najlepším spôsobom. Podobné protézy zahŕňajú pirátske háčiky a drevené pne.
V niektorých prípadoch bol nešťastník spokojný len s čisto kozmetickým účinkom, napríklad sklenené oko by mohlo maskovať stratu súčasnosti, ale nesplnilo svoje funkcie. Až v 19. storočí sa objavili sľubné protézy na ruky, v ktorých bol lakťový kĺb ohnutý, prsty zaťaté a roztvorené.
Prielom v biomechanike
Dvadsiate storočie prinieslo protetike vyššiu úroveň rozvoja. Lekári minulého storočia mali možnosť nahradiť nielen končatiny, ale aj vnútorné orgány. Takže v roku 1937, priekopník transplantácie V. P. Demikhov implantoval do psa umelé srdce. Napriek tomu, že zviera nežilo dlho, bola potvrdená životaschopnosť samotnej myšlienky. V súčasnosti sú umelé tepny, chlopne a srdcia v mnohých prevedeniach.
Propagačné video:
Teraz na celom svete lekári vykonávajú množstvo operácií na inštaláciu načúvacích prístrojov a umelých očných šošoviek, na poistenie zlomených kostí a výmenu opotrebovaných kĺbov. Ľudstvo je na pokraji riešenia takých problémov, ako je vytváranie umelých orgánov a končatín, ktoré sú schopné úplne obnoviť všetky predtým stratené funkcie.
Mechanická končatina
V minulom storočí sa niektoré technológie vyvinuli tak, že sa vytvorili manipulátory, ktorých schopnosti presahujú fyzické schopnosti ľudskej ruky. Pod kontrolou mikroprocesorov sa už dlho používajú v priemysle. Prirodzene vznikla myšlienka vytvorenia dokonalých mechanických rúk a nôh.
Dnes môžeme s úplnou istotou povedať, že sa veci posunuli zo zeme. Britská spoločnosť Touch Bionics sa právom považuje za priekopníka vo vývoji jedinečných bionických protéz. S podporou vlády robila protézy pre veteránov a od roku 2007 sa spoločnosť presťahovala do komerčného sektora so značkovou líniou končatín.
Protézy od Touch Bionics obsahujú špeciálne senzory. Zaznamenávajú najslabší elektrický impulz vyplývajúci z kontrakcie svalov tej časti končatiny, ktorá dokázala prežiť. Protéza reaguje na svalovú prácu a vykonáva naprogramované pohyby. Po určitom cvičení pacient voľne pohybuje prstami, zdvíha predmety a nastavuje silu kompresie.
Americkí vedci pracujúci na Johns Hopkins University dosiahli tiež pôsobivé výsledky. Ich pacient, ktorý stratil obe ruky pred 40 rokmi, bol schopný vykonať jednoduché pohyby pomocou protéz - vziať pohár alebo noviny, prepnúť televízne kanály na diaľkové ovládanie.
Myoelektrická technológia má však svoje nedostatky. Nedostatok komunikácie s nervovým systémom vám umožňuje vykonávať iba programované činnosti. Vedci zo Švédska na Chalmers University of Technology bojujú proti tomuto problému. Tu sa vytvárajú bionické končatiny, ktoré sú riadené zmiešaným princípom: čiastočne pomocou myoelektrických metód a čiastočne zachytávaním elektrických signálov z nervového systému. Posledne menovaných sa dosahuje pomocou elektród, ktoré sú implantované do tela. Táto technológia umožňuje intuitívne ovládanie protézy.
Vedci z celého sveta zároveň pracujú na vytvorení protéz na nohách. Tieto umelé končatiny nepotrebujú mechanizmy na jemné pohybové schopnosti, ale sú tu aj určité nuansy: človek musí zabudnúť, že má protézu. Tento výsledok sa ešte nedosiahol, napriek tomu sa však dosiahol určitý pokrok. S protetickými nohami ľudia už urobili veľa kilometrov túr, prešli do vyšších poschodí najvyšších mrakodrapov, jedným slovom urobili to, čo nemohli urobiť ani niektorí zdraví ľudia.
Pozrite sa znova na svet
Vývoj zariadenia, ktoré môže nahradiť ľudské videnie, je najťažšia úloha. Deň je stále vzdialený, keď sa objaví zariadenie, ktoré osobe úplne kompenzuje stratu zraku, ale v tomto smere už boli podniknuté určité kroky. Aktívne sa vyvíja umelá sietnica. Choroba tohto konkrétneho orgánu sa najčastejšie stáva príčinou straty zraku.
Americkí vedci už predstavili zariadenie s názvom „Argus 2“, ktoré sa môže stať prototypom prvého bionického oka. Okuliare so vstavanou kamerou vysiela signál do počítača prístroja. Tam sa spracuje a prenesie do prijímača, kde sa zmení na príkaz pre elektródy implantované do oka. Elektródy stimulujú bunky v optickom nerve a sietnici, čo umožňuje obnoviť videnie.
Moderné modely Argus majú iba 60 elektród, čo je veľmi malé. Ale aj takéto zariadenie počas klinických pokusov umožnilo úplne slepým ľuďom navigovať vo vesmíre a čítať veľké písmená. Americkí vedci zvýšia rozlíšenie vytvoreného aparátu a nakoniec obnovia videnie o 100 percent.
Nano Retina má svoj vlastný prístup k riešeniu tohto problému. Jeho špecialisti vyvinuli druh senzora s rozlíšením 24X24 pixelov, ktorý je pripojený priamo k optickému nervu. Implantát je poháňaný špeciálnymi okuliarmi, ktoré naň vyčnievajú infračervené žiarenie. Implantát prevádza dáta pixlov na elektrické impulzy, čo mozgu umožňuje ich analýzu.
Opísaný systém ešte nebol podrobený klinickým pokusom, ale podľa výpočtov vývojárov bude vykazovať dobré výsledky a jeho implementácia bude omnoho jednoduchšia ako pri Argusovom modeli.
V pravý čas sa bionické protézy premenia na každodennú realitu, a toto je už prvý krok k vzniku kyborgov - jedinečná kombinácia stroja a človeka. Bude to však úplne iný príbeh.