Forskere tester allerede unike enheter som åpner enorme perspektiver for mennesker.
- Cybermedicin er introduksjonen av forskjellige enheter i menneskekroppen som hjelper til med å korrigere fysiske funksjonshemninger, for å bekjempe alvorlige sykdommer og deres konsekvenser, for å forlenge et normalt, fullt liv så mye som mulig, - forklarer lederen for laboratoriet ved Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of the Russian Academy of Sciences, Doctor of Biological Sciences, Professor Alexander Frolov.
Den ledende forskeren er engasjert i studiet av hjernens struktur på nevronnivå, utvikling av hjerne-datamaskingrensesnitt og deres bruk for rehabilitering av pasienter etter skader og sykdommer. Som en del av Scientific Lecture - 2045, som pågår i Moskva, snakket eksperten om de siste fremskrittene innen cybermedisin i Russland og andre land, samt om de spennende utsiktene som åpner seg for menneskeheten.
SE MED BRAINEN
"Nyreproteser er allerede mye brukt over hele verden: enheter som erstatter disse organene kan fungere i menneskekroppen i opptil 40 år," minner forskeren. - Fra 2 til 7 år er et kunstig hjerte i stand til å støtte menneskelivet. Lunge- og leverproteser utvikles aktivt. Suksessene her er imidlertid ikke så imponerende: det viktigste åndedrettsorganet "lever" ikke mer enn 6 måneder, og leveren fungerer i bare 4 dager. Men dette er bare begynnelsen.
Samtidig klarte nettmedisin å gjøre noe som fantasifigurer og fremdeles ser ut til å være science fiction: proteser til det mest komplekse synsorganet.
Som du vet blir folk ofte blinde på grunn av netthinnecellens død - dette er skallet på øyet som oppfatter bildet og omdanner det til nerveimpulser. De overføres til hjernen, dekrypteres der, og vi får de vanlige visuelle bildene av objekter - vi ser dem. For de som har mistet en slik mulighet på grunn av skade eller sykdom, har den amerikanske forskeren og øyelegen William Dobelle fra New York laget et unikt apparat.
Kampanjevideo:
"En person tar på seg briller der et lite fjernsynskamera er plassert, og det optiske signalet fra det går til et elektrochip implantert i hjernens visuelle hjernebark på baksiden av hodet," forklarer Alexander Frolov. - Brikken består av elektroder, når de blir begeistret, er det lysglimt - fosfen (du kan forestille deg dem hvis du trykker lett på det lukkede øyet). Dermed blir det visuelle bildet som kommer fra TV-kameraet konvertert til et visst sett med lysblink. Først virker de kaotiske og uordnede for en person, men med trening og bruk i hverdagen begynner hjernen å gjenkjenne og bli vant til det faktum at hvert objekt tilsvarer en eller annen modell av blink.
"Om lag 20 operasjoner ble utført, de var vellykkede, en av pasientene var til og med i stand til å kjøre bil," sier professor Frolov. I 2004 døde Dr. Dobelle, som grunnla instituttet sitt i New York, men hans kolleger i USA og andre land fortsetter å forske slik at blinde mennesker kan få mer fullstendige bilder av verden rundt seg.
HVORDAN TENKTE MAKTEN KONTROLLER EN ROBOT
I laboratoriet til Alexander Frolov ble det utført et eksperiment: et encefalografisk nett settes på hodet på en person som leser de elektriske signalene fra hjernen og overfører den til en datamaskin for gjenkjenning. Motivet sitter foran skjermen, målet er satt på skjermen, og det foreslås å bringe markøren til det … av tankens kraft.
"Når vi forestiller oss en viss bevegelse, vises et tilsvarende elektrisk signal i hjernen," forklarer professoren. "Hvis du fanger dette signalet og dekrypterer det med en datamaskin, kan du sende den nødvendige kommandoen til en ekstern enhet og dermed kontrollere det."
En lignende algoritme ble brukt i praksis av en av pionerene innen neurocybernetics, professor John Donahue fra Brown University (USA). To pasienter - en 58 år gammel kvinne som ble lammet for mer enn 15 år siden, og en 66 år gammel mann som var fullstendig immobilisert etter et hjerneslag - fikk neurochips implantert i motorbarken. Signaler fra hjernen gikk til en datamaskin, behandlet og overført til en manipulator - en robot i form av en hånd.
Pasientene måtte forestille seg at de beveget den kunstige hånden i riktig retning. Kvinnen trente i 4 dager og var derfor i stand til å ta uavhengig av seg med sin robothånd og gi seg en termos kaffe. Mannen klarte å mestre protesen raskere: han var snart i stand til å kontrollere manipulatoren med tankekraften slik at cyberfingrene grep og klemte skumkulen.
"Vi er nær å komme tilbake til den lammede evnen til å utføre rutinemessige handlinger som milliarder mennesker utfører i hverdagen, uten å tenke på hvordan det fungerer," sa Dr. Donahue i et intervju. Forskere jobber nå med å lage en kunstig arm med raskere og mer fleksibel kontroll.
Protese kan "føles"
"Cyberprotetikk utvikler seg over hele verden for de som er amputert på armer eller ben," fortsetter Alexander Frolov. Et av de mest slående eksemplene er den sørafrikanske løperen Oscar Pistorius. Med proteser i stedet for begge ben, vant han mange Paralympiske spill og til og med konkurrerte med suksess med sunne idrettsutøvere.
Dessuten ble Pistorius i flere år forbudt å delta i vanlige løp under påskudd av at unike proteser gir fordeler fremfor menneskelige ben. Men så ble forbudet opphevet (nå blir Pistorius beskyldt for drapet på kjæresten sin, en fotomodell, han blir prøvd).
I fjor kom den berømte "cyborgmannen" Nigel Ekland til Russland. På en pressekonferanse viste han journalister hvor dyktig han manipulerer en bionisk protese, og erstatter en amputert høyre arm fra albuen. Nigel serverer seg selv hjemme: kokker, kjører bil, skriver på en datamaskin.
“Alt jeg trenger å gjøre er å forestille meg, si, at jeg klemmer en ball. Et signal fra hjernen kommer inn i stubmuskelen, som trekker seg sammen og overfører en impuls til protesemotoren. Så bøyer nettvalgene, og jeg kan ta tak i noe,”forklarer Ekland.
Nå går forskere inn i neste trinn: å lage et system som vil overføre signaler ikke bare fra hjernen til en ekstern enhet, men også i motsatt retning. Det vil si at hjernen gjennom en datamaskin vil kunne gjenkjenne egenskapene til objekter som protesen berører. Faktisk vil en person lære å "føle" sin kunstige hånd!
"For å gjøre dette vil det være nødvendig å utstyre systemet med reseptorer som vil oppdage endringer i konfigurasjonen av et objekt, motta taktile signaler - alt dette vil tillate overføring av en følelse av følelse til hjernen," Alexander Frolov tegner et bilde som er fengende for fantasien.
Som et resultat vil håndteringen av proteser være så nær som mulig den fulle virkningen av menneskelige hender og føtter. Svært følsomme roboter kan brukes til de mest komplekse operasjonene innen medisin, forskning og utvikling og andre områder av livet vårt.
BRAIN + COMPUTER FOR GJENOPPRETTING ETTER STREIK
Antallet pasienter med hjerneblødninger øker både i vårt land og over hele verden. En av de alvorligste konsekvensene av hjerneslag er lammelse, som oppstår på grunn av skade på motorområdet i hjernen. I disse tilfellene kan kybernetisk medisin hjelpe til med rehabilitering. Dette er prosjektet som professor Frolovs team for tiden jobber med i regi av Helsedepartementet med medfinansiering fra Russian Foundation for Basic Research (RFBR).
"Det er bevist at når en person forestiller seg bevegelsene til armene eller bena, blir de samme delene av hjernen aktivert som i virkelige bevegelser," sier Alexander Alekseevich. Under trening settes pasienter på encefalografiske hetter som leser hjernesignaler, og kroppsdelene som må "røres" settes inn i et eksoskelett - en enhet som er koblet til en datamaskin og gjentar omrisset av kroppen.
Personen blir bedt om å forestille seg, si, løsne armen - for etter et slag blir hendene ofte komprimert, og det er umulig å binde dem på egenhånd (dette kalles spastisitet). Gjennom en datamaskin overføres et signal fra hjernen til eksoskelettet som bæres på hånden, og enheten fjerner hånden. "Viktigheten av denne prosedyren er at når en imaginær bevegelse sammenfaller med virkeligheten, selv om den oppnås ved hjelp av en ekstern enhet, skjer unike plastforandringer i hjernen - prosesser som gjenoppretter motorisk funksjon," forklarer professor Frolov.
Så langt er dette en eksperimentell teknologi som involverer 20 pasienter. Det antas at kliniske studier av den nye metoden for rehabilitering vil fortsette i ytterligere tre år. Hvis effektiviteten deres blir bekreftet hos de fleste pasienter, kan kybernetisk teknologi innføres i de offisielle russiske standardene for hjerneslagrehabilitering.
