Hjelper i hjernen. Hvordan implantater vil forandre livene våre i fremtiden

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 04:07

I fremtiden vil hjerneimplantater bli like vanlig som en smarttelefon. Ja, det er ikke så lett å skryte av en ny implantatmodell, men fordelene med en slik assistent i hjernen er ubestridelige. Vi fant ut hvordan implantater kan hjelpe i hverdagen.

Hva ville du gitt for å kunne se i mørket? Eller for en brikke i hodet ditt, som ved første kommando kan gi informasjon som er lest tidligere? Eller den samme brikken, men med muligheten til å gå online for å se Wikipedia-siden rett i hodet ditt?

Nevroprotetikkdisiplinen omhandler innføring av nevrale proteser i hjernen. Den første nevrale protesen ble laget i 1957 for personer med hørselstap. Protesen ble kalt "cochleaimplantat" (lat. Cochlea - snegl). Det er nødvendig for personer hvis hørselstap er forårsaket av skade på strukturene til cochlea - den auditive delen av det indre øret eller den auditive analysatoren.

Essensen av metoden er at det er installert en enhet i kroppen som kan omdanne lydimpulser som leses av en ekstern mikrofon til signaler som kan forstås av nervesystemet. Over tid, ettersom pasienten tilpasser seg implantatet, blir han i stand til å høre.

Etter etableringen av cochleaimplantater tok nevroproteser et stort sprang fremover. Og det vitenskapen gjør nå ser virkelig ut som science fiction.

Bioniske kroppsdeler

Opprettelsen av kunstige kroppsdeler som kan kontrolleres av hjernen som ekte er en av oppgavene til nevroproteser. Forskere fra Johns Hopkins University har gjort betydelige fremskritt i dette. De klarte å lage to proteser til Les Baugh, som fikk amputert begge armene.

Bach mistet armene på grunn av et kraftig elektrisk støt for 40 år siden, så oppgaven til forskere var ikke begrenset til å lage proteser. Først av alt trengte de å vekke nerveendene i kroppen, siden de etter 40 år med inaktivitet mistet evnen til å lese og overføre signaler.

Prototypen som bæres på Bach ser slik ut.

Under skjorten ligger et korsett som sensorene er festet til. De leser signaler fra nerveender, og oversetter dem til mønstre som proteser kan forstå.

Ved å begynne å bruke proteser overrasket Bach til og med skaperne deres. Han klarte ikke bare å kontrollere dem, men også å kombinere bevegelser med begge hender samtidig. Ifølge Bach selv, "åpnet proteser døren til en ny verden for ham." Med deres hjelp kan han for eksempel plukke opp og flytte gjenstander.

Likevel er proteser langt fra ideelle. Bevegelsene gjengis sekvensielt i hvert "ledd". Det vil si at for å bevege hånden må Bach først sette skulderleddet i bevegelse, deretter albueleddet, og først deretter håndleddsleddet. En av prosjektets ingeniører, Michael McLoughlin, synes imidlertid ikke dette er et stort problem:

Vi er bare i gang. Tenk tilbake på internett i dets tidlige dager. De neste 10 årene vil bli fenomenale.

Nevron observasjon

En av de mest spennende delene av nevroproteser er å forbedre hjernens ytelse. Og i dette har forskere ved Neurotechnological Center ved Columbia University oppnådd de største resultatene. De klarte å implantere en tråd besatt med mikroskopiske elektroniske enheter inn i musehjernen. Med deres hjelp var de i stand til å spore og stimulere individuelle nevroner i hjernen.

Nå er hovedmålet med prosjektet å studere pattedyrhjernen best mulig. Forskere kan fortsatt ikke forstå hvordan aktiviteten til individuelle nevroner gir opphav til følelser og sensasjoner. Den menneskelige hjerne inneholder. Musehjernen er tusen ganger mindre, og dette er fortsatt en fantastisk mengde ukjent informasjon.

Overraskende nok oppfatter nevroner et fremmedlegeme på en vennlig måte. I løpet av de fem ukene som musehjernen ble observert, ble det ikke oppdaget noen avvisning.

Det neste trinnet er å implementere et nettverk av tråder som inneholder nye sensorer. Vi ønsker også å studere hjernen til mus i deres daglige liv og jobber med fjernoverføring av informasjon fra nevroner.

Teamet har ennå ikke tenkt på det første eksperimentet på den menneskelige hjernen. Prosjektet skal testes i minst flere år, og først da, etter dusinvis av vellykkede forsøk, vil det være mulig å teste det på et menneske. Hvis prosjektet fortsatt lykkes, vil kunstige gjenstander som er koblet til nevroner åpne for uendelige muligheter: fra å studere hjernen på et tidligere uoppnåelig nivå til å stimulere hjernefunksjoner ved hjelp av elektriske impulser.

Hva om de blir hacket?

Mitt navn er Bakare Baito og jeg er nevøen til en nigeriansk prins. Onkelen min døde og testamenterte 2 millioner dollar til meg. Dessverre er jeg i et annet land og jeg har ikke penger til billett. Vennligst send penger for en billett, så deler vi pengene.

Hvis e-postklientens spamfiltre fungerer bra, mottar du sjelden slike meldinger. Hvis det er dårlig, så oftere. Det er enda verre hvis du trodde på en lignende historie og overførte penger minst én gang.

Spam i e-postklienter, sosiale nettverk eller SMS er imidlertid ikke en stor sak. Men er det mulig at vi i fremtiden, når et hjerneimplantat blir like vanlig som en smarttelefon, vil motta spam i hjernen?

Akk, dette er uunngåelig.

Det sier i hvert fall ekspertene. For eksempel, teknologen til The Intercept (Micah Lee):

Det virker for meg som om den menneskelige sivilisasjonen er hundrevis av år fra det tidspunktet den kan lage programvare uten kritiske feil. Hvis det er mulig.

Det er vanskelig å være uenig med Mike. Kan du nevne minst ett program eller en applikasjon som ikke har en eneste feil? Usannsynlig. Problemet er at et potensielt hjerneimplantat er den samme enheten som en moderne smarttelefon eller datamaskin. Mye mer perfekt, selvfølgelig. Men poenget er at den også har et programvareskall som kjører den. Og dette skallet vil ha feil og sårbarheter.

De to største programvareselskapene, Google og Apple, gjenoppstår fortsatt sårbarheter. De er som en hydra: mot bakgrunnen av en løst feil, dukker to opp i fremtiden.

En mulig løsning er å begrense den eksterne interaksjonen til implantatet. Det vil si at han vil kunne utføre visse funksjoner, men vil ikke ha en forbindelse med Internett eller omverdenen.

Men hva om du trenger å oppdatere programvaren på implantatet? Eller fikse en feil? Du må fortsatt gi noen andre tilgang til hjernen din. Det er ingen løsning på dette problemet.

Framtid

Hjerneimplantater er bare et spørsmål om tid. Så snart en stabil teknologi dukker opp, vil ledende selskaper begynne å gi ut løsningene sine. Og viktigst av alt, vil du kjøpe dem.

En av grunnene til at det nøyaktige tidspunktet for utseendet til et slikt implantat er ukjent, er materialene. Så langt er den som kan fungere grafen, en modifikasjon av karbon ett atom tykt. Den har god elektrisk ledningsevne, og siden den er laget av organisk materiale, er sannsynligheten for biokompatibilitet stor.

Men til tross for at forskere undersøker biokompatibiliteten til grafen nå, er vi fortsatt tiår unna fremtiden med implantater i hodet. Er det bra eller dårlig?