Vedci už testujú jedinečné prístroje, ktoré človeku otvárajú obrovské perspektívy.
- Cybermedicína je zavedenie rôznych zariadení do ľudského tela, ktoré pomáhajú napraviť telesné postihnutia, bojovať s vážnymi chorobami a ich následkami, slovom tak, aby sa čo najviac predĺžil normálny a plnohodnotný život, - vysvetľuje vedúci laboratória Ústavu vysokej nervovej činnosti a neurofyziológie Ruskej akadémie vied, doktor biologických vied, Profesor Alexander Frolov.
Popredný vedec sa zaoberá štúdiom štruktúry mozgu na úrovni neurónov, vývojom rozhraní mozog-počítač a ich využitím na rehabilitáciu pacientov po úrazoch a chorobách. V rámci vedeckej prednášky - 2045, ktorá sa koná v Moskve, hovoril expert o najnovších úspechoch v oblasti kybermedicíny v Rusku a ďalších krajinách, ako aj o vzrušujúcich vyhliadkach, ktoré sa otvárajú pred ľudstvom.
„POZRI S MOZGOM“
„Protetika obličiek je už široko používaná po celom svete: prístroje, ktoré nahrádzajú tieto orgány, môžu pôsobiť v ľudskom tele až 40 rokov,“pripomína vedec. - Od 2 do 7 rokov je umelé srdce schopné podporovať ľudský život. Aktívne sa vyvíjajú protézy pľúc a pečene. Úspechy tu však nie sú také pôsobivé: hlavný dýchací orgán „žije“nie viac ako 6 mesiacov a pečeň pracuje iba 4 dni. Ale to je len začiatok.
Cybermedicíne sa zároveň podarilo urobiť niečo, čo miatlo predstavivosť a pre mnohých sa stále javí ako sci-fi: protetika najkomplexnejšieho systému orgánov zraku.
Ako viete, ľudia často oslepujú kvôli smrti buniek sietnice - to je očná škrupina, ktorá vníma obraz a prevádza ho na nervové impulzy. Prenášajú sa do mozgu, tam sa dešifrujú a získame obvyklé vizuálne obrazy objektov - vidíme ich. Pre tých, ktorí o takúto príležitosť prišli kvôli zraneniu alebo chorobe, vytvoril americký vedec a oftalmológ William Dobelle z New Yorku jedinečné zariadenie.
Propagačné video:
„Človek si nasadí okuliare, v ktorých je umiestnená malá televízna kamera, a optický signál z nich smeruje do elektrochipu implantovaného do vizuálnej kôry mozgu v zadnej časti hlavy,“vysvetľuje Alexander Frolov. - Čip sa skladá z elektród, pri ich excitácii existujú svetelné záblesky - fosfény (môžete si ich predstaviť, ak mierne zatlačíte na zatvorené oko). Vizuálny obraz prichádzajúci z televíznej kamery sa tak prevádza na určitú skupinu svetelných zábleskov. Spočiatku sa človeku zdajú chaotické a neusporiadané, ale tréningom a používaním v každodennom živote začne mozog rozpoznávať a zvykať si na to, že každý objekt zodpovedá tomu či onomu modelu zábleskov.
„Bolo vykonaných asi 20 operácií, ktoré boli úspešné, jeden z pacientov bol dokonca schopný viesť auto,“hovorí profesor Frolov. V roku 2004 zomrel Dr. Dobelle, ktorý založil jeho inštitút v New Yorku, ale jeho kolegovia v Spojených štátoch a ďalších krajinách pokračujú vo výskume, aby nevidiaci mohli získať úplnejší obraz o svete okolo nich.
AKO MYSLÍ RIADENIE RIADENIA ROBOTA
V laboratóriu Alexandra Frolova sa uskutočnil experiment: na hlavu človeka sa navlečie encefalografická sieť, ktorá sníma elektrické signály mozgu a prenáša ho do počítača na rozpoznanie. Subjekt je usadený pred obrazovkou, cieľ je nastavený na monitore a navrhuje sa priviesť naň kurzor … silou myšlienky.
"Keď si predstavíme určitý pohyb, v mozgu sa objaví zodpovedajúci elektrický signál," vysvetľuje profesor. „Ak tento signál zachytíte a dešifrujete pomocou počítača, môžete odoslať potrebný príkaz na nejaké externé zariadenie a tým ho ovládať.“
Podobný algoritmus použil v praxi aj jeden z priekopníkov neurocybernetiky profesor John Donahue z Brown University (USA). Dvom pacientom - 58-ročnej žene, ktorá bola paralyzovaná pred viac ako 15 rokmi, a 66-ročnému mužovi, ktorý bol po mozgovej príhode úplne imobilizovaný, boli implantované neurochipy do motorickej kôry. Signály z mozgu smerovali do počítača, spracovávali sa a prenášali do manipulátora - robota vo forme ruky.
Pacienti si museli predstaviť, že pohybujú umelou rukou správnym smerom. Žena trénovala 4 dni a vďaka tomu bola schopná samostatne si vziať svoju robotickú ruku a doniesť si termosku kávy. Mužovi sa podarilo zvládnuť protézu rýchlejšie: čoskoro bol schopný ovládať manipulátor silou myšlienky, takže kybernetické prsty chytili a stláčali penovú guľu.
"Sme blízko návratu k paralyzovanej schopnosti vykonávať rutinné činnosti, ktoré miliardy ľudí vykonávajú v každodennom živote, bez toho, aby sme premýšľali o tom, ako to funguje," uviedol v rozhovore Dr. Donahue. Vedci teraz pracujú na vytvorení umelého ramena s rýchlejšou a flexibilnejšou kontrolou.
PROSTÉZA MÔŽE „CÍTIŤ“
„Kybernetická protetika sa vyvíja po celom svete pre tých, ktorým sú amputované ruky alebo nohy,“pokračuje Alexander Frolov. Jedným z najvýraznejších príkladov je juhoafrický bežec Oscar Pistorius. S protézami namiesto oboch nôh zvíťazil na mnohých paralympijských hrách a dokonca úspešne konkuroval zdravým športovcom.
Navyše, niekoľko rokov bolo Pistoriovi zakázané zúčastňovať sa bežných pretekov pod zámienkou, že jedinečné protézy poskytujú výhody oproti ľudským nohám. Potom však bol zákaz zrušený (teraz je Pistorius obvinený z vraždy svojej priateľky, fotomodelky, je súdený).
Minulý rok prišiel do Ruska slávny „kyborg“Nigel Ekland. Na tlačovej konferencii novinárom ukázal, ako zručne manipuluje s bionickou protézou a nahradzuje amputovanú pravú ruku od lakťa. Nigel sa naplno venuje každodennému životu: varí, riadi auto, píše na počítači.
"Všetko, čo musím urobiť, je predstaviť si, povedzme, že zvieram loptu." Signál z mozgu vstupuje do pahýlového svalu, ktorý sa sťahuje a prenáša impulz na motor protézy. Potom sa cyberpicks ohnú a ja si niečo môžem vziať, “vysvetľuje Ekland.
Teraz vedci vstupujú do ďalšej fázy: vytvorenia systému, ktorý bude prenášať signály nielen z mozgu do externého zariadenia, ale aj v opačnom smere. To znamená, že prostredníctvom počítača bude mozog schopný rozpoznať vlastnosti predmetov, ktorých sa protéza dotýka. Človek sa v skutočnosti naučí „cítiť“svoju umelú ruku!
"Aby ste to dosiahli, bude potrebné vybaviť systém receptormi, ktoré budú detekovať zmeny v konfigurácii objektu, prijímať hmatové signály - to všetko umožní prenos pocitu pocitu do mozgu," vykresľuje Alexander Frolov obraz, ktorý je podmanivý pre predstavivosť.
Vďaka tomu bude vedenie protéz čo najbližšie k úplnému pôsobeniu ľudských rúk a nôh. Vysoko citlivé roboty sa dajú použiť na najkomplexnejšie operácie v medicíne, výskume a vývoji a ďalších oblastiach nášho života.
BRAIN + POČÍTAČ NA OBNOVU PO ZÁLOHE
Počet pacientov s mozgovými krvácaniami rastie ako u nás, tak aj na celom svete. Jedným z najťažších následkov mozgovej príhody je paralýza, ku ktorej dochádza v dôsledku poškodenia motorickej oblasti mozgu. V týchto prípadoch môže kybernetická medicína pomôcť s rehabilitáciou. Na tomto projekte v súčasnosti pracuje tím profesora Frolova pod záštitou ministerstva zdravotníctva so spolufinancovaním od Ruskej nadácie pre základný výskum (RFBR).
„Je dokázané, že keď si človek predstavuje pohyby svojich rúk alebo nôh, aktivujú sa rovnaké časti mozgu ako pri skutočných pohyboch,“hovorí Alexander Alekseevich. Počas tréningu sú pacienti nasadení na encefalografické čiapky, ktoré čítajú mozgové signály, a časti tela, ktoré je potrebné „premiešať“, vložia do exoskeletonu - zariadenia pripojeného k počítaču a opakujúceho tvar tela.
Osoba sa žiada, aby si predstavila, napríklad, uvoľnenie ruky - pretože po mozgovej príhode sú ruky často stlačené a je nemožné ich samy odblokovať (hovorí sa to spasticita). Prostredníctvom počítača sa prenáša signál z mozgu do exoskeletonu, ktorý sa nosí na ruke, a zariadenie ruku roztiahne. „Dôležitosť tohto postupu spočíva v tom, že keď sa imaginárny pohyb zhoduje s realitou, aj keď je dosiahnutý pomocou externého zariadenia, v mozgu prebehnú jedinečné plastické zmeny - procesy, ktoré obnovia motorické funkcie,“vysvetľuje profesor Frolov.
Zatiaľ ide o experimentálnu technológiu, ktorá zahŕňa 20 pacientov. Predpokladá sa, že klinické štúdie novej metódy rehabilitácie budú pokračovať ďalšie tri roky. Ak sa ich účinnosť potvrdí u väčšiny pacientov, je možné kybernetickú technológiu zaviesť do oficiálnych ruských štandardov rehabilitácie mozgových príhod.