Hjælper i hjernen. Hvordan implantater vil ændre vores liv i fremtiden

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 03:51

I fremtiden vil hjerneimplantater blive lige så almindelige som en smartphone. Ja, det er ikke så let at prale af en ny implantatmodel, men fordelene ved en sådan assistent i hjernen er ubestridelige. Vi fandt ud af, hvordan implantater kan hjælpe i hverdagen.

Hvad ville du give for at kunne se i mørket? Eller for en chip i dit hoved, som ved den første kommando kan give nogen information læst tidligere? Eller den samme chip, men med muligheden for at gå online for at se Wikipedia-siden lige i dit hoved?

Den neuroprotetiske disciplin beskæftiger sig med introduktionen af neurale proteser i hjernen. Den første neurale protese blev skabt i 1957 til mennesker med høretab. Protesen fik navnet "cochleaimplantat" (lat. Cochlea - snegl). Det er nødvendigt for personer, hvis høretab er forårsaget af beskadigelse af cochlea-strukturen - den auditive del af det indre øre eller den auditive analysator.

Essensen af metoden er, at der er installeret en enhed i kroppen, som kan omdanne lydimpulser aflæst af en ekstern mikrofon til signaler, som kan forstås af nervesystemet. Over tid, efterhånden som patienten tilpasser sig implantatet, bliver han i stand til at høre.

Efter skabelsen af cochleaimplantater tog neuroproteser et stort spring fremad. Og det, videnskaben laver nu, ligner virkelig science fiction.

Bioniske kropsdele

Skabelsen af kunstige kropsdele, der kan styres af hjernen som rigtige, er en af neuroprotetikernes opgaver. Forskere fra Johns Hopkins University har gjort betydelige fremskridt i dette. Det lykkedes at skabe to proteser til Les Baugh, som fik begge arme amputeret.

Bach mistede sine arme på grund af et stærkt elektrisk stød for 40 år siden, så forskernes opgave var ikke begrænset til at skabe proteser. Først og fremmest havde de brug for at vække nerveenderne i kroppen, da de efter 40 års inaktivitet mistede evnen til at læse og transmittere signaler.

Prototypen båret på Bach ser sådan ud.

Under skjorten er et korset, som sensorerne er fastgjort til. De læser signaler fra nerveender og omsætter dem til mønstre, som proteser kan forstå.

Ved at begynde at bruge proteser overraskede Bach selv deres skabere. Han formåede ikke kun at kontrollere dem, men også at kombinere fagter med begge hænder på samme tid. Ifølge Bach selv åbnede proteser døren til en ny verden for ham. Med deres hjælp kan han for eksempel samle op og flytte genstande.

Ikke desto mindre er tandproteser langt fra ideelle. Bevægelserne gengives sekventielt i hvert "led". Det vil sige, at for at bevæge hånden skal Bach først sætte skulderleddet i gang, derefter albueleddet og først derefter håndleddet. En af projektets ingeniører, Michael McLoughlin, mener dog ikke, at dette er et stort problem:

Vi er lige begyndt. Tænk tilbage på internettet i dets tidlige dage. De næste 10 år bliver fænomenale.

Neuron observation

En af de mest spændende dele af neuroprotetik er at forbedre hjernens ydeevne. Og her har forskere ved Neurotechnological Center ved Columbia University opnået de største resultater. Det lykkedes dem at implantere en tråd besat med mikroskopiske elektroniske enheder i musens hjerne. Med deres hjælp var de i stand til at spore og stimulere individuelle neuroner i hjernen.

Nu er projektets hovedmål at studere pattedyrs hjerne bedst muligt. Forskere kan stadig ikke forstå, hvordan aktiviteten af individuelle neuroner giver anledning til følelser og fornemmelser. Den menneskelige hjerne indeholder. Musehjernen er tusind gange mindre, og det er stadig en fantastisk mængde ukendt information.

Overraskende nok opfatter neuroner et fremmedlegeme på en venlig måde. I løbet af de fem uger, musehjernen blev observeret, blev der ikke påvist nogen afvisning.

Det næste trin er at implementere et netværk af tråde, der indeholder nye sensorer. Vi ønsker også at studere hjernen hos mus i deres daglige liv og arbejder på fjernoverførsel af information fra neuroner.

Holdet har endnu ikke tænkt over det første eksperiment på den menneskelige hjerne. Projektet vil blive testet i mindst flere år, og først derefter, efter dusinvis af vellykkede forsøg, vil det være muligt at teste det på et menneske. Hvis projektet stadig lykkes, vil kunstige genstande, der er forbundet med neuroner, åbne for uendelige muligheder: Fra at studere hjernen på et tidligere uopnåeligt niveau til at stimulere hjernens funktioner ved hjælp af elektriske impulser.

Hvad hvis de bliver hacket?

Mit navn er Bakare Baito, og jeg er nevø til en nigeriansk prins. Min onkel døde og testamenterede 2 millioner dollars til mig. Desværre er jeg i et andet land, og jeg har ingen penge til en billet. Send venligst penge for en billet, så deler vi pengene.

Hvis din e-mailklients spamfiltre fungerer godt, modtager du sjældent sådanne beskeder. Hvis det er dårligt, så oftere. Det er endnu værre, hvis du troede på en lignende historie og overførte penge mindst én gang.

Spam i e-mail-klienter, sociale netværk eller SMS er dog ikke en big deal. Men er det muligt, at vi i fremtiden, når et hjerneimplantat bliver lige så almindeligt som en smartphone, vil modtage spam i hjernen?

Ak, dette er uundgåeligt.

Det siger eksperterne i hvert fald. For eksempel, teknologen fra The Intercept (Micah Lee):

Det forekommer mig, at den menneskelige civilisation er hundreder af år fra det tidspunkt, hvor den kan skabe software uden kritiske fejl. Hvis det overhovedet er muligt.

Det er svært at være uenig med Mike. Kan du nævne mindst ét program eller program, der ikke har en eneste fejl? Usandsynlig. Problemet er, at et potentielt hjerneimplantat er den samme enhed som en moderne smartphone eller computer. Meget mere perfekt, selvfølgelig. Men bundlinjen er, at den også har en software-shell, der kører den. Og denne skal vil have fejl og sårbarheder.

De to største softwarevirksomheder, Google og Apple, genopstår stadig sårbarheder. De er som en hydra: På baggrund af en rettet fejl dukker to op i fremtiden.

En mulig løsning er at begrænse implantatets eksterne interaktion. Det vil sige, at han vil være i stand til at udføre visse funktioner, men vil ikke have forbindelse til internettet eller omverdenen.

Men hvad nu hvis du har brug for at opdatere softwaren på implantatet? Eller rette en fejl? Du skal stadig give en anden adgang til din hjerne. Der er ingen løsning på dette problem.

Fremtid

Hjerneimplantater er kun et spørgsmål om tid. Så snart en stabil teknologi dukker op, vil førende virksomheder begynde at frigive deres løsninger. Og vigtigst af alt, vil du gerne købe dem.

En af grundene til, at det nøjagtige tidspunkt for udseendet af et sådant implantat er ukendt, er materialerne. Indtil videre er den, der kunne virke, grafen, en modifikation af kulstof, der er et atom tykt. Det har god elektrisk ledningsevne, og da det er lavet af organisk materiale, er sandsynligheden for biokompatibilitet stor.

Men på trods af, at forskere nu undersøger biokompatibiliteten af grafen, er vi stadig årtier væk fra fremtiden med implantater i hovedet. Er det godt eller dårligt?