Temat: Robocop versus Nanoboty

Robocop versus Nanoboty

15 04 2007
http://www.neurotyk.net/2007/04/robocop-versus-nanoboty/

Technologia, w swoim nieustającym rozwoju, staje się coraz bardziej kompaktowa, skomplikowana, wydajna i tańsza. Rozrastający się przemysł komputerowy pociąga za sobą inne dziedziny nauki czerpiące z jego nowoczesnych odkryć inspirację dla nowych rozwiązań starych problemów. W nasze życie wdziera się coraz więcej elektronicznych urządzeń mających poprawić i ułatwić nasze życie. Tempo poszerzania wiedzy jakie obserwujemy od paru wieków jest wykładnicze. Jak ten mechanizm rozwoju wpłynie na przyszłość człowieka? Jakie jest jego miejsce wśród tej całej technologicznej dżungli?
Humanizm

Ciekawą teorię prezentują transhumaniści - jest to ruch zrzeszający biologów, inżynierów, psychologów, filozofów, socjologów, fizyków czy też pisarzy sci-fi. Prezentują oni dość radykalne spojrzenie na przyszłość ludzkiej rasy. Sądzą oni, że człowiek nie jest ostatnim stadium ewolucji homo sapiens. Kolejne stadia powinny pojawić się podczas spowodowanego technologicznymi innowacjami rozwoju zakresu możliwości tak poznawczych jak i fizycznych ludzkiego ciała. Ci odmienni, bardziej rozwinięci osobnicy, są nazywani przez transhumanistów transludźmi (Obiekt przejściowy, pierwsza manifestacja interwencji w naturalny proces ewolucji polegająca na technologicznym ulepszaniu cielesnej powłoki) oraz postludźmi (Obiekt na tyle odmienny od pierwowzoru, że nie może już być nazwany człowiekiem). Proces naturalnej selekcji ma być zastąpiony pracą nanotechnologii, genetyki i cybernetyki. Mimo iż w wielu założeniach transhumanistów, takich jak przelew umysłu czy osobliwość technologiczna, widać silne oddziaływanie wyobraźni pisarzy, trzeba przyznać, że już teraz nauka kieruje swe kroki w stronę, którą oni wskazali. Sądzę, że nie można z taką pewnością jak robią to sympatycy tego nurtu mówić o przyszłości naszej rasy. Jak daleko jednak zaszliśmy tą drogą?

Naukowcy w dzisiejszych czasach raczej nie skupiają się, tak jak transhumaniści, na przedłużeniu życia czy poszerzeniu możliwości fizycznych i poznawczych. Badania nad bionicznym człowiekiem zrodziły się z potrzeby pomocy ofiarom wypadków czy leczenia schorzeń mózgu. Daleko nam jednak do poziomu pokazywanego w takich filmach sci-fi jak Robocop. Mamy jednak na tym polu parę widowiskowych osiągnięć.
Pani
Plug & Live

26-letni Matthew Nagle, po otrzymaniu ciosu nożem w szyję, stał się całkowicie sparaliżowany. Poddał się on jednak precedensowej operacji która pozwoliła mu odzyskać pewną dozę autonomicznej sprawności. Neurochirurg, pod czujnym okiem pomysłodawcy eksperymentu Johna Donoghue’a, naukowca z Brown University, wprowadził wiązki elektrod do kory ruchowej ofiary napaści. Ten nowy implant umożliwiał bezpośrednie połączenie kory mózgowej z komputerem który analizował sygnały z elektrod. Matthew, po miesiącach treningu, był w stanie kierować kursorem myszki, grać w elektronicznego ping-ponga, odpowiadać na e-maile, przełączać kanały TV czy operować ramieniem robota tylko za pomocą myśli. Jest to w istocie jeden z bardziej udanych sposobów przywrócenia aktywności osobom z przerwanym rdzeniem kręgowym. Im więcej rzeczy zależnych od elektroniki będzie w naszym życiu, procent tak przywróconej sprawności będzie większy. Ten eksperyment miał jednak miejsce ponad rok temu. Co od tego czasu udało się osiągnąć w dziedzinie bioniki?

Wojny, mające miejsce w tym stuleciu, spowodowały gwałtowny wzrost ludzi poddanych amputacji członków. Ponieważ teraz, jak nigdy wcześniej, rządy liczą się z opinią publiczną, znacznie wzrosło finansowanie badań nad udoskonaleniem protez. W tej chwili pracuje kilka międzynarodowych grup doskonalących różne innowacyjne pomysły rozwoju bionicznych kończyn. Najbardziej spektakularnym sukcesem na tym polu, według mnie, może pochwalić się dr Todd A. Kuiken, dyrektor centrum neuroinżynierii, części Instytutu Rehabilitacji w Chicago. Jego pacjentem, a zarazem obiektem badań, jest Jesse Sullivan, który pracując przy słupach wysokiego napięcia uległ wypadkowi i stracił obie ręce. Porażenie było tak duże, że kończyny musiano amputować nad łokciami. Jesse jest teraz pierwszym na świecie właścicielem bionicznej ręki. Czym ona różni się od zwykłej protezy?

Przez to, że Sullivan stracił mięśnie kierujące ruchami ręki, nie można było zastosować zwykłej elektronicznej protezy która reaguje na wzrost napięcia w nich zachodzący. Dotychczas nie można z powierzchni skóry wykryć impulsu nerwowego który kierował utraconą kończyną. Dr Kuiken znalazł sposób by ominąć ten problem. Końcówki nerwów skierował on chirurgicznie do rejonu klatki piersiowej. W ten sposób, Jesse próbując poruszać amputowaną dłonią, kierował impulsy do innych mięśni, których natężenie mogło być już odczytane. Okazało się jednak, ku zaskoczeniu badaczy, że Sullivan zaczyna czuć swoją amputowaną kończyną. Przeniesione końcówki nerwowe jego ręki znalazły jakimś sposobem receptory w mięśniach klatki piersiowej i gdy jej dotykano, pacjent czuł dotyk na swojej nieistniejącej kończynie. Nie tylko zresztą dotyk, lecz też zmiany temperatury, fakturę przedmiotów, kształt czy rozciągliwość. Cytując współpracownika dr Kuiken’a, dr Englehart’a w wywiadzie dla Scientific American Mind – „It just freaked me out”. Kontynuując badania, stworzono mapę fantomowych receptorów na klatce piersiowej i dodano do bionicznej protezy podłączone do niej elektroniczne odpowiedniki. Teraz Jesse, nie dość że kieruje swoją nową kończyną tak jak starą, to jeszcze czuje nią wszystko to co czuł przed wypadkiem. Teraz tworzony jest program dzięki któremu sztuczna ręka będzie wykonywała bardziej skomplikowane operacje manualne. Parafrazując dr Kuiken’a, porównującego stare i nowe technologie, wcześniej byliśmy zadowoleni, gdy proteza zwiększała możliwości pacjenta o 20-30 procent. Teraz zwiększamy je o 300 procent. Jest to jednak nadal niezbyt praktyczna technologia ze względu na cenę. Dr Kuiken jest tego świadom, lecz jednocześnie mówi – „We are no longer working at academic speed, we’re working at industrial speed” - dając nadzieję mniej zamożnym ofiarom wypadków.
pyk

Najbardziej udaną protezą bioniczną nie są jednak protezy kończyn, lecz uszu. Stało się to poprzez prostą budowę połączeń nerwowych – „It’s beautifully organized to accept an electrode array for simulation” – twierdzi Robert K. Shepherd, dyrektor Instytutu Bionicznego Słuchu na Australijskim Uniwersytecie w Melbourne. Dlatego też, poprzez operację wszczepienia implantu przekazującego i interpretującego dźwięk z mikrofonu ukrytego za uchem, na impulsy które mózg potrafi odczytać, słuch odzyskało już ponad 80.000 osób. Dziedzina bionicznych uszu ciągle jednak wymaga usprawnień – pacjenci skarżą się na problemy z odczytaniem słów przebywając w głośnym środowisku, czy też na brak przyjemności ze słuchania muzyki. Te skromne minusy nie ukryją tego, że jest to niesamowita szansa na poprawę życia na przykład niesłyszących dzieci, które odpowiednio wcześnie zaimplantowane, mogą ze stuprocentową sprawnością poruszać się po współczesnym społeczeństwie.

Mamy również za sobą pierwszą protezę części mózgu. Grupa naukowców, pod przewodnictwem Theodora Bergera z Uniwersytetu Południowej Kalifornii w Los Angeles, zbudowała sztuczny hipokamp. Organ ten, podobny u wszystkich ssaków, jest odpowiedzialny za zapamiętywanie doświadczeń w pamięci długotrwałej. Ktoś z uszkodzonym hipokampem, na przykład przez wylew, epilepsję czy chorobę Alzheimera, nie jest w stanie zapamiętać nic nowego. Ponieważ sposób kodowania informacji przez tą część mózgu jest nadal nieznany, badacze po prostu skopiowali zachowanie hipokampu tworząc matematyczny zapis jego aktywności poprzez przeprowadzenie milionów prób inicjowania napięcia neuronalnego. Tak skonstruowanym programem, natchniony został procesor, którego zbudowanie i udoskonalenie zabrało blisko 10 lat, a który przetestowany został w 2003 roku na szczurzych neuronach. Protezy mózgu rodzą jednak obawy etyczne – w końcu organ ten odpowiedzialny jest za konstrukcję ludzkiej psychiki. Etyk Joel Anderson z Waszyngtońskiego Uniwersytetu w St Louis, ma obawy czy pacjenci poddani operacji nie przeżywać będą skrajnej depresji podobnej u ludzi z przeszczepionym sercem. Zadaje on też pytanie, czy osoby ze sztucznym hipokampem będą zmuszeni do pamiętania wszystkiego co widzieli i zrobili – nawet tych rzeczy, o których woleliby zapomnieć. Kolejna sprawa – najbardziej potrzebujący tej protezy są ludzie którzy nie są w stanie podjąć jakiejkolwiek decyzji wykraczającej poza pamięć krótkotrwałą. Kto więc będzie decydował za nich?
linux

Bioniczna przyszłość człowieka może napawać tak nadzieją jak i grozą. Coraz więcej uwagi będziemy przykuwać do problemów etycznych, ponieważ tylko ta dziedzina w jakiś sposób ogranicza wyobraźnię naukowców zajmujących się strukturami mózgu. Mimo tego, że tempo rozwoju technologii musi ulec spowolnieniu (cytując prof. Andrzeja Kajetana Wróblewskiego w wywiadzie dla Newsweeka – „jak wyliczył Derek John de Solla Price, autor książki „Węzłowe problemy historii nauki” – za kilka stuleci może dojść do absurdu, bo na głowę kobiety, mężczyzny i psa będzie przypadało dwunastu naukowców”) utrzyma się ono na tym samym poziomie jeszcze przez dłuższy okres czasu. Możemy więc liczyć na zaskakujące nowinki naukowe które na pewno zmienią nasz świat, a przynajmniej postrzeganie w nim roli człowieka.

Bibliografia:
Minkel, J. R. (2006). Cortex Implants Considered. Scientific American Mind, 17, Issue 5.
Woodard, Collin (2006). Coming Soon: The Bionic Man. Chronicle od Higher Education, 53, Issue 17.
Graham-Rowe, Duncan (2003). The world’s first brain prothesis. New Scientist, 177, Issue 2386.
Chyłkiewicz, Jolanta (2007). Nie zakochuj się we własnym samolocie. Newsweek, 14/2007, s. 70-73.

http://www.neurotyk.net/2007/04/robocop-versus-nanoboty/