Apulainen aivoissa. Kuinka implantit muuttavat elämäämme tulevaisuudessa

2024 Kirjoittaja: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 03:55

Tulevaisuudessa aivoimplanteista tulee yhtä yleisiä kuin älypuhelimet. Kyllä, uudesta implanttimallista ei ole niin helppoa ylpeillä, mutta tällaisen avustajan edut aivoissa ovat kiistattomat. Selvitimme, kuinka implantit voivat auttaa jokapäiväisessä elämässä.

Mitä antaisit siitä, että pystyt näkemään pimeässä? Tai sirulle päässäsi, joka voi ensimmäisellä komennolla antaa mitä tahansa aiemmin luettua tietoa? Tai sama siru, mutta mahdollisuus siirtyä verkkoon katsomaan Wikipedia-sivua suoraan päässäsi?

Neuroproteesin ala käsittelee hermoproteesien viemistä aivoihin. Ensimmäinen hermoproteesi luotiin vuonna 1957 ihmisille, joilla on kuulovamma. Proteesi nimettiin "sisäkorvaistutteeksi" (lat. Cochlea - etana). Se on välttämätön ihmisille, joiden kuulon heikkeneminen johtuu simpukan rakenteiden - sisäkorvan kuuloosan tai kuuloanalysaattorin - vauriosta.

Menetelmän ydin on, että kehoon asennetaan laite, joka voi muuntaa ulkoisen mikrofonin lukemat ääniimpulssit hermoston ymmärtämiksi signaaleiksi. Ajan myötä, kun potilas sopeutuu implanttiin, hän pystyy kuulemaan.

Sisäkorvaistutteiden luomisen jälkeen neuroprotetiikka otti valtavan harppauksen eteenpäin. Ja se, mitä tiede tekee nyt, näyttää todella tieteiskirjallisuudesta.

Bioniset ruumiinosat

Keinotekoisten ruumiinosien luominen, joita aivot voivat hallita kuten todellisia, on yksi neuroproteesin tehtävistä. Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat ovat edistyneet merkittävästi tässä. He onnistuivat luomaan kaksi proteesia Les Baughille, jonka molemmat kädet amputoitiin.

Bach menetti kätensä voimakkaan sähköiskun seurauksena 40 vuotta sitten, joten tutkijoiden tehtävä ei rajoittunut proteesien luomiseen. Ensinnäkin heidän piti herättää kehon hermopäätteet, koska 40 vuoden passiivisuuden jälkeen he menettivät kykynsä lukea ja lähettää signaaleja.

Bachin päällä ollut prototyyppi näyttää tältä.

Paidan alla on korsetti, johon anturit on kiinnitetty. He lukevat signaaleja hermopäätteistä ja muuttavat ne malleiksi, joita proteesit voivat ymmärtää.

Aloittamalla proteesien käytön Bach yllätti jopa niiden tekijät. Hän ei vain onnistunut hallitsemaan niitä, vaan myös yhdistämään eleitä molemmilla käsillä samanaikaisesti. Bachin itsensä mukaan "proteesit avasivat hänelle oven uuteen maailmaan". Niiden avulla hän voi esimerkiksi poimia ja siirtää esineitä.

Siitä huolimatta hammasproteesit ovat kaukana ihanteellisista. Liikkeet toistetaan peräkkäin jokaisessa "nivelessä". Eli kättä liikuttaakseen Bachin on ensin saatava liikkeelle olkanivel, sitten kyynärnivel ja vasta sitten rannenivel. Yksi projektin insinööreistä, Michael McLoughlin, ei kuitenkaan pidä tätä suurena ongelmana:

Olemme vasta aloittamassa. Ajattele Internetiä sen alkuaikoina. Seuraavat 10 vuotta ovat ilmiömäisiä.

Neuronin havainnointi

Yksi neuroproteesin jännittävimmistä osista on aivojen suorituskyvyn parantaminen. Ja tässä Columbian yliopiston neuroteknologiakeskuksen tutkijat ovat saavuttaneet suurimmat tulokset. He onnistuivat istuttamaan mikroskooppisilla elektronisilla laitteilla nastoitettua lankaa hiiren aivoihin. Heidän avullaan he pystyivät jäljittämään ja stimuloimaan yksittäisiä hermosoluja aivoissa.

Nyt projektin päätavoitteena on tutkia nisäkkään aivoja mahdollisimman hyvin. Tiedemiehet eivät vieläkään ymmärrä, kuinka yksittäisten hermosolujen toiminta synnyttää tunteita ja aistimuksia. Ihmisen aivot sisältävät. Hiiren aivot ovat tuhat kertaa pienemmät, ja tämä on edelleen fantastinen määrä tuntematonta tietoa.

Yllättäen neuronit havaitsevat vieraan esineen ystävällisesti. Niiden viiden viikon aikana, jolloin hiiren aivoja tarkkailtiin, ei havaittu hylkimistä.

Seuraava askel on toteuttaa uusia antureita sisältävä lankaverkko. Haluamme myös tutkia hiirten aivoja heidän jokapäiväisessä elämässään ja työskentelemme tiedon etäsiirron parissa neuroneista.

Ryhmä ei ole vielä ajatellut ensimmäistä ihmisaivotutkimusta. Projektia testataan ainakin useita vuosia, ja vasta sitten kymmenien onnistuneiden yritysten jälkeen sitä on mahdollista testata ihmisellä. Jos projekti vielä onnistuu, hermosoluihin kytketyt keinotekoiset esineet avaavat loputtomasti mahdollisuuksia: aivojen tutkimisesta aiemmin saavuttamattomalla tasolla aivojen toimintojen stimuloimiseen sähköimpulsseilla.

Entä jos ne hakkeroidaan?

Nimeni on Bakare Baito ja olen nigerialaisen prinssin veljenpoika. Setäni kuoli ja testamentti minulle 2 miljoonaa dollaria. Valitettavasti olen toisessa maassa, eikä minulla ole rahaa lippuun. Lähetä rahaa lipusta ja jaamme rahat.

Jos sähköpostiohjelmasi roskapostisuodattimet toimivat hyvin, saat harvoin tällaisia viestejä. Jos se on huono, niin useammin. Vielä pahempaa on, jos uskot samanlaiseen tarinaan ja siirrät rahaa ainakin kerran.

Sähköpostiohjelmien, sosiaalisten verkostojen tai tekstiviestien roskaposti ei kuitenkaan ole iso juttu. Mutta onko mahdollista, että tulevaisuudessa, kun aivoimplantista tulee yhtä arkipäivää kuin älypuhelin, saamme roskapostia aivoihin?

Valitettavasti tämä on väistämätöntä.

Näin ainakin asiantuntijat väittävät. Esimerkiksi The Interceptin tekniikka (Micah Lee):

Minusta näyttää siltä, että ihmissivilisaatio on satoja vuosia siitä pisteestä, jolloin se voi luoda ohjelmistoja ilman kriittisiä virheitä. Jos suinkin mahdollista.

Miken kanssa on vaikea olla eri mieltä. Voitko nimetä ainakin yhden ohjelman tai sovelluksen, jossa ei ole yhtään virhettä? Epätodennäköistä. Ongelmana on, että mahdollinen aivoimplantti on sama laite kuin nykyaikainen älypuhelin tai tietokone. Paljon täydellisempi tietysti. Mutta lopputulos on, että siinä on myös ohjelmistokuori, joka käyttää sitä. Ja tämä kuori sisältää bugeja ja haavoittuvuuksia.

Kaksi suurinta ohjelmistoyritystä, Google ja Apple, ovat edelleen nostamassa esiin haavoittuvuuksia. Ne ovat kuin hydra: yhden korjatun bugin taustalla kaksi ilmestyy tulevaisuudessa.

Mahdollinen ratkaisu on rajoittaa implantin ulkoista vuorovaikutusta. Eli hän pystyy suorittamaan tiettyjä toimintoja, mutta hänellä ei ole yhteyttä Internetiin tai ulkomaailmaan.

Entä jos sinun on päivitettävä implantin ohjelmisto? Vai korjataanko virhe? Sinun on silti annettava toiselle pääsy aivoihisi. Tähän ongelmaan ei ole ratkaisua.

Tulevaisuus

Aivoimplantti on vain ajan kysymys. Heti kun vakaa teknologia ilmaantuu, johtavat yritykset alkavat julkaista ratkaisujaan. Ja mikä tärkeintä, haluat ostaa ne.

Yksi syy siihen, miksi tällaisen implantin tarkkaa ilmestymisaikaa ei tiedetä, ovat materiaalit. Toistaiseksi se, joka saattaa toimia, on grafeeni, yhden atomin paksuinen muunnos hiilestä. Sillä on hyvä sähkönjohtavuus, ja koska se on valmistettu orgaanisesta materiaalista, bioyhteensopivuuden todennäköisyys on suuri.

Mutta huolimatta siitä, että tutkijat tutkivat grafeenin bioyhteensopivuutta nyt, olemme edelleen vuosikymmenien päässä tulevaisuudesta implanttien päässämme. Onko se hyvä vai huono?