Lidé ochrnutí například po úrazech míchy nebo s nervovým onemocněním vidí a slyší a jejich inteligence zůstává zachována. Nejsou však schopni sebemenšího vědomého pohybu, a tedy žádné komunikace s okolím. Neurobiologové se jim snaží pomoci díky nástrojům ovládaným silou myšlenky, nebo přesněji řečeno aktivitou nervových buněk. Říká se jim neuroprotézy a v posledních měsících zaznamenaly značný vývoj.
Vše začalo před třiceti lety, kdy vědci ukázali, že po určitém tréninku je člověk schopen ovlivňovat některé mozkové vlny, a pozměňovat tak průběh svého elektroencefalogramu - EEG.
Pomalý pohyb kurzoru
EEG je určitou charakteristikou mozkové aktivity, která je snímána elektrodami umístěnými na povrchu hlavy. Pomocí počítačového programu může být změna mozkové aktivity převedena například na pohyb kurzoru po monitoru počítače a člověk připojený k takové soustavě je potom schopen cíleně kurzorem pohybovat. Může tak odpovídat na otázky typu ano-ne, a tímto způsobem postupně vybírat písmena abecedy a skládat z nich slova. "Postup je to pomalý a vyčerpávající - v nejlepším případě dvě až tři písmena za minutu," uvádí v časopise Science přední odborník Neils Birbaumer z Tübingenské univerzity v Německu, který se studiem ovlivňování EEG zabývá již více než deset let. I tak to je pro lidi, kteří ztratili spojení se světem, dar nedozírné ceny. Přes značné úspěchy se většina odborníků kloní k názoru, že elektroencefalografie není schopna zprostředkovat tak složitý, přesný a rychlý signál, který by mohl ovládat například umělou končetinu. Cesta prý povede spíše přes elektrody implantované přímo do patřičných oblastí mozku.
Elektroda srostlá s mozkem
Philip Kennedy, vedoucí výzkumu americké společnosti Neural Signals, vyvinul speciální elektrodu, která uvolňuje směs látek, jež podporuje růst nervových buněk - neuronů. Stimulované neurony tak svými výběžky vrůstají přímo do pórovité špičky implantované elektrody, kde je snímána jejich aktivita. Tato elektroda byla dosud implantována třem ochrnutým pacientům. Nejúspěšnější z nich je dnes schopen komunikovat nervovými impulsy přes elektrodu a kurzor na obrazovce, a vybírat tak písmena a skládat z nich celé věty. Cílem týmu Philipa Kennedyho je, aby byl pacient schopen ovlivňovat nejdříve kurzor, a později dokonce umělou končetinu. Elektroda mu tedy byla implantována do oblasti mozkové kůry, která kontroluje pohyb. Pohnout kurzorem se pacient naučil myšlenkou na pohyb ruky, dnes jej již ovládá myšlenkou na vlastní pohyb kurzoru. Výsledky tohoto pacienta jsou výrazně lepší, než jakých je možno dosáhnout pouhým ovlivňováním EEG. Jeho komunikace se světem je tedy o poznání snazší. Elektrody schopné zaznamenávat signál ze stovek neuronů, který je nezbytný k vykonání zdánlivě tak jednoduchého pohybu, jako je mávnutí rukou, jsou stále ve stadiu vývoje. Stejně jako software, který by byl schopen v reálném čase všechny signály správně analyzovat. "Část problému je ryze technologická a všechny komplikace budou jistě překonány," uvedl pro časopis Science neurobiolog Andrew Schwartz z Ústavu neurověd v La Jolle v Kalifornii.
Třetí ruka
Schwartz se svými spolupracovníky demonstroval ve druhé polovině loňského roku pravděpodobně nejnadějnější pokrok na cestě ke komunikaci a ovládání neuroprotéz. Pomocí elektrody implantované opici do mozku snímali vědci signál z 26 nervových buněk, který byl každých 20 tisícin sekundy analyzován počítačem a řídil umělou mechanickou končetinu. Opice tak vlastně ovládala tři přední končetiny - dvě vlastní a jednu mechanickou. Mechanická ruka věrně kopírovala pohyb přirozené, tiskla a pouštěla knoflík a natahovala se pro mandli na druhém konci stolu. Opice si při experimentu hledí svého a ona třetí, "cizí" ruka se jí jakoby netýká. Opice o ní totiž opravdu neví. Dalším mezníkem ve vývoji však bude vytvoření systému, ve kterém dokáže zvíře kontrolovat mechanickou končetinu vědomě. Pravděpodobně však uplyne ještě mnoho let, než se ochrnutí pacienti pomocí neuroprotéz vrátí do světa, z něhož byli vyvrženi.
Vše začalo před třiceti lety, kdy vědci ukázali, že po určitém tréninku je člověk schopen ovlivňovat některé mozkové vlny, a pozměňovat tak průběh svého elektroencefalogramu - EEG.
Pomalý pohyb kurzoru
EEG je určitou charakteristikou mozkové aktivity, která je snímána elektrodami umístěnými na povrchu hlavy. Pomocí počítačového programu může být změna mozkové aktivity převedena například na pohyb kurzoru po monitoru počítače a člověk připojený k takové soustavě je potom schopen cíleně kurzorem pohybovat. Může tak odpovídat na otázky typu ano-ne, a tímto způsobem postupně vybírat písmena abecedy a skládat z nich slova. "Postup je to pomalý a vyčerpávající - v nejlepším případě dvě až tři písmena za minutu," uvádí v časopise Science přední odborník Neils Birbaumer z Tübingenské univerzity v Německu, který se studiem ovlivňování EEG zabývá již více než deset let. I tak to je pro lidi, kteří ztratili spojení se světem, dar nedozírné ceny. Přes značné úspěchy se většina odborníků kloní k názoru, že elektroencefalografie není schopna zprostředkovat tak složitý, přesný a rychlý signál, který by mohl ovládat například umělou končetinu. Cesta prý povede spíše přes elektrody implantované přímo do patřičných oblastí mozku.
Elektroda srostlá s mozkem
Philip Kennedy, vedoucí výzkumu americké společnosti Neural Signals, vyvinul speciální elektrodu, která uvolňuje směs látek, jež podporuje růst nervových buněk - neuronů. Stimulované neurony tak svými výběžky vrůstají přímo do pórovité špičky implantované elektrody, kde je snímána jejich aktivita. Tato elektroda byla dosud implantována třem ochrnutým pacientům. Nejúspěšnější z nich je dnes schopen komunikovat nervovými impulsy přes elektrodu a kurzor na obrazovce, a vybírat tak písmena a skládat z nich celé věty. Cílem týmu Philipa Kennedyho je, aby byl pacient schopen ovlivňovat nejdříve kurzor, a později dokonce umělou končetinu. Elektroda mu tedy byla implantována do oblasti mozkové kůry, která kontroluje pohyb. Pohnout kurzorem se pacient naučil myšlenkou na pohyb ruky, dnes jej již ovládá myšlenkou na vlastní pohyb kurzoru. Výsledky tohoto pacienta jsou výrazně lepší, než jakých je možno dosáhnout pouhým ovlivňováním EEG. Jeho komunikace se světem je tedy o poznání snazší. Elektrody schopné zaznamenávat signál ze stovek neuronů, který je nezbytný k vykonání zdánlivě tak jednoduchého pohybu, jako je mávnutí rukou, jsou stále ve stadiu vývoje. Stejně jako software, který by byl schopen v reálném čase všechny signály správně analyzovat. "Část problému je ryze technologická a všechny komplikace budou jistě překonány," uvedl pro časopis Science neurobiolog Andrew Schwartz z Ústavu neurověd v La Jolle v Kalifornii.
Třetí ruka
Schwartz se svými spolupracovníky demonstroval ve druhé polovině loňského roku pravděpodobně nejnadějnější pokrok na cestě ke komunikaci a ovládání neuroprotéz. Pomocí elektrody implantované opici do mozku snímali vědci signál z 26 nervových buněk, který byl každých 20 tisícin sekundy analyzován počítačem a řídil umělou mechanickou končetinu. Opice tak vlastně ovládala tři přední končetiny - dvě vlastní a jednu mechanickou. Mechanická ruka věrně kopírovala pohyb přirozené, tiskla a pouštěla knoflík a natahovala se pro mandli na druhém konci stolu. Opice si při experimentu hledí svého a ona třetí, "cizí" ruka se jí jakoby netýká. Opice o ní totiž opravdu neví. Dalším mezníkem ve vývoji však bude vytvoření systému, ve kterém dokáže zvíře kontrolovat mechanickou končetinu vědomě. Pravděpodobně však uplyne ještě mnoho let, než se ochrnutí pacienti pomocí neuroprotéz vrátí do světa, z něhož byli vyvrženi.
