Palīgs smadzenēs. Kā implanti mainīs mūsu dzīvi nākotnē

2024 Autors: Malcolm Clapton | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 04:04

Nākotnē smadzeņu implanti kļūs tikpat izplatīti kā viedtālrunis. Jā, lepoties ar jaunu implantu modeli nav tik vienkārši, taču šāda palīga priekšrocības smadzenēs ir nenoliedzamas. Mēs sapratām, kā implanti var palīdzēt ikdienas dzīvē.

Ko tu dotu par iespēju redzēt tumsā? Vai par mikroshēmu galvā, kas pēc pirmās komandas var sniegt jebkādu iepriekš lasītu informāciju? Vai to pašu mikroshēmu, bet ar iespēju pieslēgties tiešsaistē, lai skatītu Vikipēdijas lapu tieši savā galvā?

Neiroprotezēšanas disciplīna nodarbojas ar neironu protēžu ievadīšanu smadzenēs. Pirmā neironu protēze tika izveidota 1957. gadā cilvēkiem ar dzirdes traucējumiem. Protēze tika nosaukta par "kohleāro implantu" (lat. Cochlea - gliemezis). Tas ir nepieciešams cilvēkiem, kuriem dzirdes zudumu izraisa gliemežnīcas struktūru bojājumi - iekšējās auss dzirdes daļa vai dzirdes analizators.

Metodes būtība ir tāda, ka ķermenī tiek uzstādīta ierīce, kas ārējā mikrofona nolasītos skaņas impulsus spēj pārvērst nervu sistēmai saprotamos signālos. Laika gaitā, pielāgojoties implantam, pacients kļūst spējīgs dzirdēt.

Pēc kohleāro implantu izveides neiroprotezēšana veica milzīgu lēcienu uz priekšu. Un tas, ko šobrīd dara zinātne, tiešām izskatās pēc zinātniskās fantastikas.

Bioniskās ķermeņa daļas

Mākslīgo ķermeņa daļu radīšana, kuras smadzenes var kontrolēt tāpat kā īstas, ir viens no neiroprotezēšanas uzdevumiem. Zinātnieki no Džona Hopkinsa universitātes ir panākuši ievērojamu progresu šajā jomā. Viņiem izdevās izveidot divas protēzes Lesam Bogam, kuram tika amputētas abas rokas.

Bahs pirms 40 gadiem spēcīga elektrošoka dēļ zaudēja rokas, tāpēc zinātnieku uzdevums neaprobežojās tikai ar protēžu izveidi. Pirmkārt, viņiem vajadzēja pamodināt ķermeņa nervu galus, jo pēc 40 bezdarbības gadiem viņi zaudēja spēju nolasīt un pārraidīt signālus.

Uz Baha nēsātais prototips izskatās šādi.

Zem krekla ir korsete, pie kuras piestiprināti sensori. Viņi nolasa signālus no nervu galiem, pārvēršot tos protēzēm saprotamos modeļos.

Sākot lietot protēzes, Bahs pārsteidza pat to radītājus. Viņam ne tikai izdevās tās savaldīt, bet arī apvienot žestus ar abām rokām vienlaikus. Pēc paša Baha vārdiem, "protēzes viņam atvēra durvis uz jaunu pasauli". Ar viņu palīdzību viņš var, piemēram, pacelt un pārvietot priekšmetus.

Tomēr protēzes ir tālu no ideāla. Kustības tiek reproducētas secīgi katrā "locītavā". Tas ir, lai izkustinātu roku, Baham vispirms jāiekustina pleca locītava, tad elkoņa locītava un tikai tad plaukstas locītava. Tomēr viens no projekta inženieriem Maikls Makloulins neuzskata, ka tā ir liela problēma:

Mēs tikai sākam. Padomājiet par internetu tā pirmajās dienās. Nākamie 10 gadi būs fenomenāli.

Neironu novērošana

Viena no aizraujošākajām neiroprotezēšanas daļām ir smadzeņu darbības uzlabošana. Un šajā ziņā Kolumbijas universitātes Neirotehnoloģiskā centra zinātnieki ir sasnieguši vislielākos rezultātus. Viņiem izdevās peles smadzenēs implantēt vītni, kas bija piesprausta ar mikroskopiskām elektroniskām ierīcēm. Ar viņu palīdzību viņi varēja izsekot un stimulēt atsevišķus smadzeņu neironus.

Tagad projekta galvenais mērķis ir pēc iespējas labāk izpētīt zīdītāju smadzenes. Zinātnieki joprojām nevar saprast, kā atsevišķu neironu darbība izraisa emocijas un sajūtas. Cilvēka smadzenes satur. Peles smadzenes ir tūkstoš reižu mazākas, un tas joprojām ir fantastisks nezināmas informācijas daudzums.

Pārsteidzoši, ka neironi svešķermeņu uztver draudzīgi. Piecu nedēļu laikā, kad tika novērotas peles smadzenes, atgrūšana netika konstatēta.

Nākamais solis ir ieviest pavedienu tīklu, kas satur jaunus sensorus. Mēs arī vēlamies pētīt peļu smadzenes viņu ikdienas dzīvē un strādājam pie informācijas attālas pārraides no neironiem.

Komanda vēl nav domājusi par pirmo eksperimentu ar cilvēka smadzenēm. Projekts tiks pārbaudīts vismaz vairākus gadus, un tikai tad pēc desmitiem veiksmīgu mēģinājumu to varēs pārbaudīt uz cilvēka. Ja projekts joprojām būs veiksmīgs, mākslīgie objekti, kas savienoti ar neironiem, pavērs bezgalīgas iespējas: no smadzeņu pētīšanas līdz šim nesasniedzamā līmenī līdz smadzeņu funkciju stimulēšanai, izmantojot elektriskos impulsus.

Ko darīt, ja viņi tiek uzlauzti?

Mani sauc Bakare Baito, un es esmu Nigērijas prinča brāļadēls. Mans tēvocis nomira un man novēlēja 2 miljonus dolāru. Diemžēl esmu citā valstī un man nav naudas biļetei. Lūdzu, atsūtiet naudu par biļeti un mēs sadalīsim naudu.

Ja jūsu e-pasta klienta surogātpasta filtri darbojas labi, jūs reti saņemat šādus ziņojumus. Ja slikti, tad biežāk. Tas ir vēl sliktāk, ja jūs ticējāt līdzīgam stāstam un vismaz vienu reizi pārskaitāt naudu.

Tomēr surogātpasts e-pasta klientos, sociālajos tīklos vai SMS nav liela problēma. Bet vai ir iespējams, ka nākotnē, kad smadzeņu implants kļūs tikpat ikdienišķs kā viedtālrunis, mēs smadzenēs saņemsim surogātpastu?

Diemžēl tas ir neizbēgami.

Vismaz tā saka eksperti. Piemēram, The Intercept tehnologs (Miha Lī):

Man šķiet, ka cilvēka civilizācija ir simtiem gadu no brīža, kad tā var izveidot programmatūru bez kritiskām kļūdām. Ja vispār iespējams.

Ir grūti nepiekrist Maikam. Vai varat nosaukt vismaz vienu programmu vai lietojumprogrammu, kurai nav nevienas kļūdas? Maz ticams. Problēma ir tā, ka potenciālais smadzeņu implants ir tāda pati ierīce kā mūsdienu viedtālrunis vai dators. Daudz perfektāk, protams. Bet galvenais ir tas, ka tam ir arī programmatūras apvalks, kas to darbina. Un šajā apvalkā būs kļūdas un ievainojamības.

Divas lielākās programmatūras kompānijas Google un Apple joprojām atkārtoti atklāj ievainojamības. Tie ir kā hidra: uz vienas novērstas kļūdas fona nākotnē parādās divas.

Iespējamais risinājums ir ierobežot implanta ārējo mijiedarbību. Tas ir, viņš varēs veikt noteiktas funkcijas, bet nebūs savienojuma ar internetu vai ārpasauli.

Tomēr ko darīt, ja jums ir jāatjaunina implanta programmatūra? Vai arī labot kļūdu? Jums joprojām ir jādod kādam citam piekļuve jūsu smadzenēm. Šai problēmai nav risinājuma.

Nākotne

Smadzeņu implanti ir tikai laika jautājums. Tiklīdz parādīsies stabila tehnoloģija, vadošie uzņēmumi sāks izlaist savus risinājumus. Un pats galvenais, jūs vēlaties tos iegādāties.

Viens no iemesliem, kāpēc nav zināms precīzs šāda implanta parādīšanās laiks, ir materiāli. Līdz šim tas, kas varētu darboties, ir grafēns, viena atoma bieza oglekļa modifikācija. Tam ir laba elektrovadītspēja, un, tā kā tas ir izgatavots no organiska materiāla, bioloģiskās saderības iespējamība ir augsta.

Bet, neskatoties uz to, ka zinātnieki šobrīd pēta grafēna bioloģisko saderību, mēs joprojām esam gadu desmitiem attālumā no nākotnes ar implantiem mūsu galvās. Vai tas ir labi vai slikti?