Roska Tamás

Info-bionika és érzékelő számítógépek

V. Direkt kapcsolat az agyműködéssel

A legbonyolultabb feladat kétségtelenül az aggyal való közvetlen kapcsolat kialakítása. Ez persze nemcsak lehetőségekkel, hanem óriási veszélyekkel is jár. Itt már a bioetikai felelősség is sokkal nagyobb, mint az előbbi esetekben, bár ez a kérdés szinte az egész területen kulcsfontosságú, és határt kell szabnia az üzleti mohóságnak.

Távmozgatás az agy motoros kérgéből elvezetett jelekkel

A súlyos balesetek áldozatai sokszor oly mértékben megsérülnek, hogy már nincs mód a végtagcsonkok kiegészítésére. A kutatók azt remélik, hogy ha az agy mozgató, ún. motoros kérgéből vezetünk el vezeték nélkül jeleket, akkor ezekkel a jelekkel nemcsak az ép végtagot, hanem egy robotkart is lehet vezérelni. E tekintetben egy fontos - bár csak első - lépés az a közelmúltban végrehajtott kísérlet, amelynek során egy majom motoros agykérgéből elvezetett jelekkel le lehetett utánozni egy távoli robottal azokat a mozdulatokat, melyeket a majom a keze ügyében lévő botkormánnyal végez.

A kísérlet következő lépése a majom és a robotkar szimbiózisa lenne: azt tervezik, hogy az agy hihetetlen plaszticitása miatt a majom a látórendszere útján történő visszacsatolással képes lesz rá, hogy a közelében lévő karra tett banánt odamozgasson a szájához, miközben a karhoz csak a motoros kéregből elvezetett jelek révén kapcsolódik. Ez volna az a bizonyos szimbiózis, amely már valóban interaktív kapcsolatot jelent az agy és a mesterséges eszköz között.

Epilepsziás görcs előrejelzése

Sajnos az epilepszia az iparilag fejlett országokban egyre gyakoribb. Egyes statisztikák szerint vannak területek, ahol a népesség minden 200 egyedéből legalább egy, legalább egyszer az életében epilepsziás görcsöt tapasztal. A betegség gyógyítására sokféle módszer van. Vannak esetek, ahol a gyógyszeres és egyéb kezelés nem segít, ilyenkor sokszor műtétre kerül sor. Az első lépésben kiderítik, hogy hol vannak a görcszónák. Ilyenkor az agyfelületre több tucat érzékelőt tesznek, amelyekről az elektromos jeleket dróton kivezetik és mérik. Ennek kapcsán kísérleteznek azzal, hogy a sok tucat elektromos jelből néhány perccel előre megjósolják a görcs beálltát. A bonni epilepszia-klinika és egy frankfurti kutatócsoport együttműködése során sikerült megoldania az előrejelzést, részben a már korábban ismertetett analogikai celluláris hullámszámítógépet megtestesítő vizuális mikroprocesszorral.

Ez azonban csak az első lépés. A következő az, amikor ezeken a drótokon keresztül - ha a görcs előrejelzése bekövetkezik - olyan elektromos jeleket küldenek, amelyek meggátolják a görcs kialakulását. Ez viszont már minőségi változás, hiszen most már az emberi agyba avatkozunk be. Ráadásul úgy, hogy nem ismerjük az esetleges mellékhatásokat, azaz újfent a bioetika egyik súlyos dilemmájával állunk szemben.

Elektronikus kapcsolat megteremtése az idegrendszerrel

Különösen nehéz feladat az elektronikus kapcsolat (probe, interface) megteremtése az agyi idegekkel. Ez a technológia az elmúlt években tökéletesedett annyira, hogy egyszerre több ponton is lehet mérni/beavatkozni. A többpontos, egyvonalas (függőleges) probe-nak egy igen sikeres változatát dolgozták ki az MTA Pszichológiai Kutatóintézetben.

A másik változat a síkban elhelyezett elektródatömb, mondjuk 10x10-es elrendezésben. Ekkor már a tömbnek a benyomása sem egyszerű. Újabban olyan megoldásokkal is kísérleteznek, ahol kis átmérőjű lyukakon keresztül vándorolnak az ionok.

Vannak olyan kísérletek is, amelyekben egy chipen építenek fel élő neuronhálózatokat. Az Infineon cégnél egy 128x128-as rácsban hoztak létre egy neuronhálózatot, ahol a neuronokat gerjeszteni és a kimeneteket mérni lehet. Az chip segítségével végzett gyógyszerkísérletekben nagyon direkt módon lehet mérni a gyógyszerek hatását.

Ugyancsak izgalmas kérdés a mozgatóidegek ingerlése olyan beépíthető kapszulákon keresztül, amelyek hosszú ideig az emberi szervezetben maradnak.

Végül megemlíteném az elektronikus kapcsolat egyik részletkérdését: azt a problémát, hogy a vezérlés során nem szabad, hogy a töltések felgyülemlése zavart okozzon. Ezért például nagyon kell ügyelni arra, hogy az egyes esetekben a jel átlaga zérus maradjon.