TLDR: Mozkové implantáty & robopaže skrz ně ovládaná díky intrakortikální stimulaci dosáhly nejen možnosti kontrolovat roboruku mozkem – ale zároveň pocítit i vjem hmatu přímo v mysli. Studie hír.

Vyměnili byste svou zdravou končetinu za robotickou, pokud by vám ta druhá dodala více síly, výdrže a dalších schopností, než co umí maso? Prozatím je taková otázka zcela spekulativní – existující robotická protetika stále v mnoha ohledech zaostávají za těmi přirozenými. Krokem kupředu (pun not intended) je však nová robopaže, kterou ovlává přímo mozek!

„On mozek neovládá existující protézy?”

Skoro nikdy! Drtivá většina ampuťáků (ano, na tohle nám chybí sexy české slovo ekvivalentní anglickému „amputee”, ale naštěstí jsem jej právě vymyslel) s umělou končetinou nemá možnost své končetiny ovládat mozkem – mohou jimi hýbat, ale nikoliv vlivem napojení na mozek, ale skrze senzory detekující pohyby svalů v pahýlu.

Jenom pár lidem se poštěstilo být součástí výzkumů, které jdou dále a napojují robopaži skutečně na nervy. Minulý týden se na tomto poli objevil dosud nejpokročilejší vynález z dílny vědátorů Cortical Bionics Research Group. Ti vyvinuli nové zařízení rozhraní mozek-počítač (BCI), které bylo testováno dobrovolníky s poraněním míchy, a které dokáže zatím nejlépe reprodukovat hmatové vjemy.

„Proč si nevystačíme jen s nepřímým ovládáním?”

Současné nepřímo (svaly v pahýlu) ovládané robokončetiny nejsou jenom znouzectnost. Díky tomu, že nejsou napojeny na maso (pohyby svalů detekuje ultrazvuk či jiný analogický senzor), snižují také možné komplikace, jako jsou infekce. Na druhou stranu však nositelům znemožňují pocítit hmat, tedy odborně řečeno feedback robotické paže.

V posledních letech došlo v této oblasti ovšem k významnému pokroku. Zejména tzv. intrakortikální mikrostimulace (ICMS) somatosenzorické kůry mozku ukázala, že skrze ní lze vyvolat živé hmatové vjemy na lidské kůži. Leccos lze ale zlepšit i zde – dosavadní pokusy se totiž primárně zaměřily na reprodukci místa a intenzity vjemů. Do pocitů hmatu se však promítá mnohem víc než jen tyto dva aspekty – teplota, textura, ale i schopnost pocítit tvar.

„No a jak jsme v tom pokročili?”

Vědátoři z nynější práce pro své experimenty získali dva ne-ampuťáky s poraněním míchy. Těm byly nejprve implantovány mozkové implantáty do senzorických a motorických oblastí mozku, které řídí ruce a paže. Prostřednictvím implantátů autoři zaznamenávali a následně dešifrovali různé vzorce elektrické aktivity, které mozek dobrovolníků produkoval, když přemýšleli o používání svých ochrnutých končetin.

Dobrovolníci pak byli připojeni k zařízení BCI, které fungovalo jako bionická končetina. Mohli tak pouze svými myšlenkami ovládat končetinu, která byla vybavena senzory, jež komunikovaly s mozkovými implantáty – a protože spojení bylo obousměrné, mohli tak pocítit i složitější vjemy toho, co robokončetiny „cítily”.

„Supr, hned si jdu ufiknout ruku!”

To by stále bylo poněkud předčasné.

Dobrovolníci sice mohli nejen cítit více vrstevnatých vjemů, jako je dotyk okraje předmětu – tyto vjemy prý jako by vycházely z jejich vlastních rukou. Přesto stále zůstává mnoho výzev k vyřešení – přičemž jednou z nich je zjednodušení celého nastavení. To už ale bude na dalších týmech i translačním výzkumu.

Už jen dva roky zbývají do období, kdy se odehrává Deus Ex: Human Revolution – a byť to nejspíše nedoženeme do takové podoby, jakou známe ze světa sci-fi, blížíme se pomalu ale jistě do doby, kdy otázka ufikávání zdravých končetin (či hmatového vjemu z víc než čtyř údů!) přestane být čirou spekulací. Budoucnost, chce se říct, máme na dotek…

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]