Pomocnik w mózgu. Jak implanty zmienią nasze życie w przyszłości

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

W przyszłości implanty mózgowe staną się tak powszechne jak smartfon. Owszem nie jest tak łatwo pochwalić się nowym modelem implantu, ale zalety takiego asystenta w mózgu są niezaprzeczalne. Dowiedzieliśmy się, jak implanty mogą pomóc w codziennym życiu.

Co byś dał za możliwość widzenia w ciemności? A może chipa w głowie, który na pierwsze polecenie może dostarczyć każdej przeczytanej wcześniej informacji? Czy ten sam chip, ale z możliwością przejścia do trybu online, aby wyświetlić stronę Wikipedii w swojej głowie?

Dyscyplina neuroprotetyki zajmuje się wprowadzaniem protez nerwowych do mózgu. Pierwsza proteza nerwowa powstała w 1957 roku dla osób z ubytkiem słuchu. Protezę nazwano „implant ślimakowy” (łac. Cochlea – ślimak). Jest niezbędny dla osób, których ubytek słuchu spowodowany jest uszkodzeniem struktur ślimaka - części słuchowej ucha wewnętrznego lub analizatora słuchowego.

Istotą metody jest zainstalowanie w ciele urządzenia, które może przetwarzać impulsy dźwiękowe odczytywane przez zewnętrzny mikrofon na sygnały zrozumiałe dla układu nerwowego. Z biegiem czasu, gdy pacjent przystosowuje się do implantu, zaczyna słyszeć.

Po stworzeniu implantów ślimakowych neuroprotetyka zrobiła ogromny krok naprzód. A to, co teraz robi nauka, naprawdę wygląda jak science fiction.

Bioniczne części ciała

Tworzenie sztucznych części ciała, które mogą być sterowane przez mózg jak prawdziwe, jest jednym z zadań neuroprotetyki. Naukowcy z Johns Hopkins University poczynili w tym zakresie znaczne postępy. Udało im się stworzyć dwie protezy dla Lesa Baugha, któremu amputowano obie ręce.

Bach stracił ręce w wyniku silnego porażenia prądem 40 lat temu, więc zadanie naukowców nie ograniczało się do tworzenia protez. Przede wszystkim musiały obudzić zakończenia nerwowe w ciele, ponieważ po 40 latach bezczynności utraciły zdolność czytania i przekazywania sygnałów.

Tak wygląda prototyp noszony na Bachu.

Pod koszulką znajduje się gorset, do którego przymocowane są czujniki. Odczytują sygnały z zakończeń nerwowych, tłumacząc je na wzorce zrozumiałe dla protez.

Rozpoczynając stosowanie protez, Bach zaskoczył nawet ich twórców. Udało mu się nie tylko je kontrolować, ale także łączyć gesty obiema rękami jednocześnie. Według samego Bacha „protezy otworzyły mu drzwi do nowego świata”. Z ich pomocą może na przykład podnosić i przesuwać przedmioty.

Mimo to protezy są dalekie od ideału. Ruchy są odtwarzane sekwencyjnie w każdym „stawie”. To znaczy, aby poruszyć ręką, Bach musi najpierw wprawić w ruch staw barkowy, potem łokciowy, a dopiero potem nadgarstkowy. Jednak jeden z inżynierów projektu, Michael McLoughlin, nie uważa, że jest to duży problem:

Dopiero zaczynamy. Wróć myślami do Internetu na początku jego istnienia. Kolejne 10 lat będzie fenomenalne.

Obserwacja neuronów

Jedną z najbardziej ekscytujących części neuroprotetyki jest poprawa wydajności mózgu. I w tym naukowcy z Neurotechnological Center na Columbia University osiągnęli najlepsze wyniki. Udało im się wszczepić nić nabijaną mikroskopijnymi urządzeniami elektronicznymi do mózgu myszy. Z ich pomocą byli w stanie śledzić i stymulować poszczególne neurony w mózgu.

Teraz głównym celem projektu jest jak najlepsze zbadanie mózgu ssaków. Naukowcy wciąż nie mogą zrozumieć, w jaki sposób aktywność poszczególnych neuronów wywołuje emocje i doznania. Ludzki mózg zawiera. Mózg myszy jest tysiąc razy mniejszy, a to wciąż fantastyczna ilość nieznanych informacji.

Co zaskakujące, neurony w przyjazny sposób postrzegają obcy obiekt. W ciągu pięciu tygodni obserwacji mózgu myszy nie wykryto odrzucenia.

Kolejnym krokiem jest zaimplementowanie sieci wątków zawierających nowe sensory. Chcemy również badać mózgi myszy w ich codziennym życiu i pracujemy nad zdalnym przekazywaniem informacji z neuronów.

Zespół nie myślał jeszcze o pierwszym eksperymencie na ludzkim mózgu. Projekt będzie testowany przez co najmniej kilka lat, a dopiero potem, po kilkudziesięciu udanych próbach, będzie można przetestować go na człowieku. Jeśli projekt nadal się powiedzie, sztuczne obiekty połączone z neuronami otworzą nieskończone możliwości: od badania mózgu na wcześniej nieosiągalnym poziomie po stymulowanie funkcji mózgu za pomocą impulsów elektrycznych.

Co się stanie, jeśli zostaną zhakowani?

Nazywam się Bakare Baito i jestem siostrzeńcem nigeryjskiego księcia. Mój wujek zmarł i zapisał mi 2 miliony dolarów. Niestety jestem w innym kraju i nie mam pieniędzy na bilet. Prosimy o przesłanie pieniędzy na bilet, a my podzielimy pieniądze.

Jeśli filtry antyspamowe Twojego klienta poczty e-mail działają dobrze, rzadko otrzymujesz takie wiadomości. Jeśli jest źle, to częściej. Jeszcze gorzej, jeśli uwierzyłeś w podobną historię i przynajmniej raz przesłałeś pieniądze.

Jednak spam w klientach poczty e-mail, sieciach społecznościowych lub SMS-ach nie jest wielkim problemem. Ale czy to możliwe, że w przyszłości, kiedy implant mózgowy stanie się tak powszechny jak smartfon, w mózgu będziemy otrzymywać spam?

Niestety, jest to nieuniknione.

Przynajmniej tak mówią eksperci. Na przykład technolog The Intercept (Micah Lee):

Wydaje mi się, że ludzka cywilizacja jest już setki lat od momentu, w którym może tworzyć oprogramowanie bez krytycznych błędów. Jeśli to możliwe.

Trudno nie zgodzić się z Mikem. Czy możesz wymienić przynajmniej jeden program lub aplikację, w której nie ma ani jednego błędu? Mało prawdopodobny. Problem w tym, że potencjalny implant mózgu to to samo urządzenie, co nowoczesny smartfon czy komputer. Oczywiście o wiele doskonalsze. Ale najważniejsze jest to, że ma również powłokę oprogramowania, która go obsługuje. A ta powłoka będzie miała błędy i luki.

Dwie największe firmy programistyczne, Google i Apple, wciąż pojawiają się nowe luki. Są jak hydra: na tle jednego naprawionego błędu, w przyszłości pojawiają się dwa.

Możliwym rozwiązaniem jest ograniczenie zewnętrznej interakcji implantu. Oznacza to, że będzie mógł wykonywać określone funkcje, ale nie będzie miał połączenia z Internetem ani światem zewnętrznym.

Co jednak zrobić, jeśli musisz zaktualizować oprogramowanie implantu? Lub naprawić błąd? Nadal musisz dać komuś innemu dostęp do swojego mózgu. Nie ma rozwiązania tego problemu.

Przyszły

Implanty mózgu to tylko kwestia czasu. Gdy tylko pojawi się stabilna technologia, wiodące firmy zaczną wypuszczać swoje rozwiązania. A co najważniejsze, będziesz chciał je kupić.

Jednym z powodów, dla których dokładny czas pojawienia się takiego implantu jest nieznany, są materiały. Jak dotąd jedynym, który może działać, jest grafen, modyfikacja węgla o grubości jednego atomu. Ma dobrą przewodność elektryczną, a ponieważ jest wykonany z materiału organicznego, prawdopodobieństwo biokompatybilności jest wysokie.

Ale pomimo tego, że naukowcy badają teraz biokompatybilność grafenu, z implantami w głowach wciąż jesteśmy oddaleni od przyszłości. To dobrze czy źle?