Para ilmuwan sudah menguji perangkat unik yang membuka perspektif luar biasa bagi manusia.
- Cybermedicine adalah pengenalan berbagai perangkat ke dalam tubuh manusia yang membantu untuk memperbaiki cacat fisik, untuk melawan penyakit serius dan konsekuensinya, singkatnya, untuk memperpanjang hidup normal dan penuh sebanyak mungkin, - jelas kepala laboratorium Institut Aktivitas Saraf Tinggi dan Neurofisiologi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Doktor Ilmu Biologi, Profesor Alexander Frolov.
Ilmuwan terkemuka terlibat dalam studi tentang struktur otak pada tingkat neuron, pengembangan antarmuka otak-komputer dan penggunaannya untuk rehabilitasi pasien setelah cedera dan penyakit. Sebagai bagian dari Ceramah Ilmiah - 2045, yang berlangsung di Moskow, pakar tersebut berbicara tentang pencapaian terbaru di bidang pengobatan dunia maya di Rusia dan negara lain, serta tentang prospek menarik yang terbuka di hadapan umat manusia.
LIHAT DENGAN OTAK
- Di seluruh dunia, prostetik ginjal sudah banyak digunakan: perangkat yang menggantikan organ-organ ini dapat bekerja di dalam tubuh manusia hingga 40 tahun, - ilmuwan itu mengingatkan. - Dari 2 hingga 7 tahun, jantung buatan mampu mendukung kehidupan manusia. Prostesis paru dan hati sedang dikembangkan secara aktif. Namun, keberhasilan di sini tidak begitu mengesankan: organ pernapasan utama “hidup” tidak lebih dari 6 bulan, dan hati hanya bekerja 4 hari. Tapi ini baru permulaan.
Pada saat yang sama, kedokteran dunia maya berhasil melakukan sesuatu yang mengejutkan imajinasi dan banyak yang tampaknya masih fiksi ilmiah: prostetik dari sistem organ penglihatan yang paling kompleks.
Seperti yang Anda ketahui, orang sering menjadi buta karena kematian sel retinal - ini adalah cangkang mata yang menangkap gambar dan mengubahnya menjadi impuls saraf. Mereka dikirim ke otak, didekripsi di sana, dan kita mendapatkan gambar visual yang biasa dari objek - kita melihatnya. Bagi mereka yang kehilangan kesempatan karena cedera atau penyakit, ilmuwan dan dokter mata Amerika William Dobelle dari New York telah menciptakan perangkat unik.
Video promosi:
"Seseorang memakai kacamata, di mana kamera televisi kecil ditempatkan, dan sinyal optik dari kamera itu menuju ke elektrokip yang ditanamkan di korteks visual otak di bagian belakang kepala," jelas Alexander Frolov. - Chip terdiri dari elektroda, ketika tereksitasi, ada kilatan cahaya - fosfen (Anda dapat membayangkannya jika Anda menekan ringan pada mata tertutup). Dengan demikian, gambar visual yang berasal dari kamera TV diubah menjadi sekumpulan kilatan cahaya tertentu. Pada awalnya, mereka tampak kacau dan tidak teratur bagi seseorang, tetapi dengan pelatihan dan penggunaan dalam kehidupan sehari-hari, otak mulai mengenali dan terbiasa dengan fakta bahwa setiap objek berhubungan dengan satu atau beberapa model kilatan.
“Sekitar 20 operasi dilakukan, mereka berhasil, salah satu pasien bahkan bisa mengendarai mobil,” kata Profesor Frolov. Pada tahun 2004, Dr. Dobelle yang mendirikan institutnya di New York meninggal dunia, namun rekan-rekannya di Amerika Serikat dan negara lain terus melakukan penelitian agar para penyandang tunanetra bisa mendapatkan gambaran yang lebih lengkap tentang dunia di sekitar mereka.
BAGAIMANA PIKIRAN DAYA MENGONTROL ROBOT
Di laboratorium Alexander Frolov, sebuah eksperimen dilakukan: jaring ensefalografi diletakkan di kepala seseorang, yang membaca sinyal listrik otak dan mengirimkannya ke komputer untuk dikenali. Subjek duduk di depan layar, target ditetapkan pada monitor, dan disarankan untuk mengarahkan kursor ke sana … dengan kekuatan pikiran.
“Saat kita membayangkan gerakan tertentu, sinyal listrik yang sesuai muncul di otak,” jelas profesor itu. "Jika Anda menangkap sinyal ini dan mendekripsi dengan komputer, Anda dapat mengirim perintah yang diperlukan ke beberapa perangkat eksternal dan kemudian mengontrolnya."
Algoritme serupa digunakan dalam praktik oleh salah satu pelopor neurocybernetics, Profesor John Donahue dari Brown University (AS). Dua pasien - seorang wanita berusia 58 tahun yang lumpuh lebih dari 15 tahun yang lalu, dan seorang pria berusia 66 tahun yang benar-benar tidak dapat bergerak setelah stroke - memiliki neurochip yang ditanamkan ke dalam motor cortex. Sinyal dari otak pergi ke komputer, diproses dan dikirim ke manipulator - robot dalam bentuk tangan.
Para pasien harus membayangkan bahwa mereka sedang menggerakkan tangan palsu itu ke arah yang benar. Wanita itu berlatih selama 4 hari dan sebagai hasilnya dapat secara mandiri mengambil dengan tangan robotiknya dan membawa sendiri termos kopi. Pria itu berhasil menguasai prostesis lebih cepat: dia segera dapat mengontrol manipulator dengan kekuatan pikiran sehingga jari-jari dunia maya meraih dan meremas bola busa.
“Kita hampir kembali ke kemampuan lumpuh untuk melakukan tindakan rutin yang dilakukan miliaran orang dalam kehidupan biasa, tanpa memikirkan cara kerjanya,” kata Dr. Donahue dalam sebuah wawancara. Para ilmuwan sekarang sedang bekerja untuk membuat lengan buatan dengan kontrol yang lebih cepat dan lebih fleksibel.
PROSESIS DAPAT "MERASA"
“Prostetik cyber sedang berkembang di seluruh dunia untuk mereka yang tangan atau kakinya diamputasi,” lanjut Alexander Frolov. Salah satu contoh yang paling mencolok adalah pelari Afrika Selatan Oscar Pistorius. Dengan prostesis di kedua kakinya, ia memenangkan banyak Paralimpiade dan bahkan berhasil berkompetisi dengan atlet sehat.
Apalagi selama beberapa tahun, Pistorius dilarang mengikuti balapan biasa dengan dalih prostesis unik memberikan keunggulan dibandingkan kaki manusia. Tapi kemudian larangan itu dicabut (sekarang Pistorius dituduh membunuh pacarnya, foto model, dia diadili).
Tahun lalu, "manusia cyborg" terkenal Nigel Ekland datang ke Rusia. Pada konferensi pers, dia menunjukkan kepada wartawan betapa terampilnya dia memanipulasi prostesis bionik, menggantikan lengan kanan yang diamputasi dari siku. Nigel melayani dirinya sendiri sepenuhnya di rumah: memasak, mengendarai mobil, mengetik di komputer.
“Yang harus saya lakukan hanyalah membayangkan, katakanlah, bahwa saya sedang mencubit bola. Sinyal dari otak memasuki otot tunggul, yang berkontraksi dan mengirimkan impuls ke motor prostesis. Kemudian cyberpicks membungkuk dan saya bisa mengambil sesuatu,”jelas Ekland.
Sekarang para ilmuwan memasuki tahap berikutnya: menciptakan sistem yang akan mengirimkan sinyal tidak hanya dari otak ke perangkat eksternal, tetapi juga ke arah yang berlawanan. Artinya, melalui komputer, otak akan mampu mengenali sifat-sifat benda yang disentuh prostesis. Nyatanya, seseorang akan belajar “merasakan” tangan palsunya!
"Untuk melakukan ini, sistem perlu dilengkapi dengan reseptor yang akan mendeteksi perubahan konfigurasi suatu objek, menerima sinyal taktil - semua ini akan memungkinkan transmisi perasaan ke otak," Alexander Frolov menggambar gambar yang menawan untuk imajinasi.
Akibatnya, penanganan prostesis akan sedekat mungkin dengan tindakan penuh tangan dan kaki manusia. Robot yang sangat sensitif dapat digunakan untuk operasi paling kompleks di bidang kedokteran, penelitian dan pengembangan, serta bidang lain dalam kehidupan kita.
OTAK + KOMPUTER UNTUK PEMULIHAN SETELAH STROKE
Jumlah pasien dengan pendarahan otak terus meningkat baik di negara kita maupun di seluruh dunia. Salah satu akibat paling parah dari stroke adalah kelumpuhan, yang terjadi akibat kerusakan pada area motorik otak. Dalam kasus ini, pengobatan cybernetic dapat membantu rehabilitasi. Ini adalah proyek yang saat ini dikerjakan oleh tim Profesor Frolov di bawah naungan Kementerian Kesehatan dengan pembiayaan bersama dari Yayasan Rusia untuk Riset Dasar (RFBR).
“Telah terbukti bahwa ketika seseorang membayangkan gerakan lengan atau kakinya, bagian otak yang sama diaktifkan seperti pada gerakan sebenarnya,” kata Alexander Alekseevich. Selama pelatihan, pasien memakai topi ensefalografik yang membaca sinyal otak, dan bagian tubuh yang perlu "digerakkan" dimasukkan ke dalam exoskeleton - perangkat yang terhubung ke komputer dan mengulangi bentuk tubuh.
Orang tersebut diminta untuk membayangkan, katakanlah, melepaskan lengannya - karena setelah pukulan, tangannya sering tertekan, dan tidak mungkin untuk melepaskannya sendiri (ini disebut spastisitas). Melalui komputer, sinyal dari otak dikirim ke exoskeleton yang dikenakan di tangan, dan perangkat melepaskan tangan. “Pentingnya prosedur ini adalah ketika sebuah gerakan imajiner bertepatan dengan kenyataan - bahkan jika itu dicapai dengan bantuan perangkat eksternal, perubahan plastik unik terjadi di otak - proses yang memulihkan fungsi motorik,” jelas Profesor Frolov.
Sejauh ini, ini merupakan teknologi eksperimental yang melibatkan 20 pasien. Diasumsikan bahwa studi klinis dari metode baru rehabilitasi akan berlanjut selama tiga tahun lagi. Jika keefektifannya dikonfirmasi pada sebagian besar pasien, maka teknologi cybernetic dapat dimasukkan ke dalam standar resmi rehabilitasi stroke Rusia.
