fbpx

Možganski vsadki – naslednji mejnik v nevroznanosti in naslednji posel Elona Muska

Elon Musk (Foto: epa)

Človeški možgani, ki skupaj s hrbtenjačo tvorijo centralni živčni sistem, veljajo za daleč najbolj kompleksen človeški organ. To je sicer povsem upravičeno, glede na to, da ta 1,2–1,4 kilogramski organ, zaščiten z lobanjo, sestavlja 86,1 milijard nevronov (primarnih živčnih celic) in 84,6 milijard glia celic (t. i. podpornih živčnih celic), ki so medsebojno povezane z več kot 125 bilijoni sinaps. Jasno je torej, da njegovega delovanja in možnosti njihovega zdravljenja še do danes ne poznamo najbolje, vendar pa nam bodo k novim dognanjem morda pripomogli t. i. možganski vsadki, ki v zadnjih letih postajajo čedalje bolj razširjeno orodje v nevroznanosti in nevrokirurgiji.

Možganski vsadki sicer niso nikakršen izmišljen konstrukt znanstvenofantastičnih hollywoodskih filmov, temveč se že več desetletij (od 70. let prejšnjega stoletja) po vsem svetu uporabljajo za aplikativne potrebe nevroprostetike (tj. poddiscipline nevrokirurgije in biomedicinskega inženiringa), ki razvija umetne nevronske proteze za nadomestitev delovanja oslabljenega ali poškodovanega živčnega sistema ter patoloških težav, povezanih z možgani, pa tudi človekovih senzoričnih in drugih organov (mehur, trebušna prepona itd.).

Verjetno prvi možganski vsadek v današnjem pomenu je leta 1978 izdelal znanstvenik William Dobell, ki je napravo še istega leta kirurško implantiral v vizualni korteks slepega pacienta, s čimer mu je omogočil ponovno zaznavanje svetlobe. Nevronske proteze oz. možganski vsadki se lahko uporabljajo tudi kot t. i. možgansko-računalniški vmesnik ali BCI (ang. Brain – computer interface), ki predstavlja neposredno komunikacijsko pot med digitalno okrepljenimi oz. ožičenimi možgani posameznika in zunanjo napravo (najpogosteje računalnikom).

Nevroznanost je perspektivna industrija
BCI-ji so najpogosteje usmerjeni v raziskovanje, topološko kartiranje, pomoč, povečanje ali popravljanje posameznikovih kognitivnih ali senzorično-motoričnih funkcij. Čeprav so nepogrešljivi tudi za asistenco kohelarnim vsadkom (za obnovo sluha) in bioničnim očesom (vsadkom za restavracijo vida), je uporaba možganskih vsadkov verjetno najbolj razširjena za potrebe nevropsihiatrije, kjer se v okviru terapije imenovane globoka možganska stimulacija ali DBI (ang. Deep brain stimulation) uporablja kot t. i. zdravljenje v zadnjem primeru (ang. Last resort treatment) za zdravljenje izjemno hudih primerov depresije, demence, delirija, distonije, epilepsije, obsesivno-kompulzivne motnje, samomorilskih nagnjenj, kronične bolečine, tremorja, Alzheimerjeve bolezni, Parkinsonove bolezni ipd. Pri implantaciji le-teh v možgane gre sicer za invazivno nevrokirurško metodo, saj morajo, da se prebijejo do samih možganov, nevrokirurgi pri njihovi namestitvi precizno predreti lobanjo in vsadke fiksirati na točno določen del možganov (odvisno od tega, katero bolezensko stanje se namerava zdraviti v dotičnem primeru), kar predstavlja izjemno delikaten proces, pri katerem je v preteklosti pogosto prihajalo do infekcij, možganskih krvavitev ali okvar nevronov, vendar pa je takšnih postoperativnih zapletov zaradi napredka v kirurgiji in tehnologiji danes izredno malo.

Foto: epa

V preteklosti so se z razvojem in implantacijo možganskih vsadkov ukvarjali skorajda izključno državni medicinsko-tehnološki inštituti in specializirane zdravstvene ustanove, ki so si lahko privoščili visoka finančna sredstva, povezana z biomedicinskim inženiringom, vendar pa je nesluten tehnološki napredek v zadnjih letih privedel do tega, da je njihov razvoj postal  širše dostopen, zaradi česar so začela na področje njihovega razvoja čedalje bolj prodirati tudi zasebna podjetja, ki so v nevroznanosti prepoznala nadvse perspektivno industrijo. V zadnjih letih je tako najprej v Silicijevi dolini, nato pa tudi drugod po svetu vzniknilo na desetine za nevroprostetiko specializiranih podjetij, ki si prizadevajo ustvariti kar se da učinkovite, varne, neinvazivne, dolgotrajno in vsestransko uporabne možganske vsadke, za katere načrtujejo, da ne bi zgolj zdravili bolezni, ampak bi ljudem tudi omogočili, da se telepatsko povežejo z različnimi elektronskimi napravami (pametnimi telefoni, računalniki, avtomobili itd.) ter zgolj s svojimi mislimi upravljajo z njimi. Poleg tega so nekatere nevrološke raziskave potrdile tudi, da bi z možganskimi vsadki lahko močno povečali inteligenco ali druge mentalne sposobnosti posameznikov, kar se je še kako desetletje nazaj zdelo povsem nepredstavljivo.

Preizkuse na ljudeh naj bi pričeli izvajati letos
Eno najbolj znanih podjetij, ki zadnja leta orje ledino na tem področju, je podjetje Neuralink Corporation, ki ga je julija leta 2016 v ameriškem San Franciscu skupaj s še osmimi poslovnimi partnerji ustanovil znameniti ameriško-južnoafriški milijarder in inovator Elon Musk, sicer bolj znan kot direktor podjetij za razvoj električnih avtomobilov in raket – Tesla in SpaceX. Omenjeno podjetje je od svoje ustanovitve zaposlilo veliko uglednih nevroznanstvenikov iz prestižnih ameriških univerz, do sredine leta 2019 pa je uspelo zbrati že za več kot 158 milijonov finančnih sredstev in redno zaposlovati 90 posameznikov iz najrazličnejših področij znanosti. Prav tedaj je Neuralink tudi prvič javno objavil, da dela na napravi, podobni šivalnemu stroju, ki je zmožen v možgane robotsko implantirati elektrode velikosti med 4 in 6 mikrometri, ob tem pa je prikazal sistem, ki iz več kot 1500 implantiranih elektrod bere podatke iz možganskih centrov laboratorijske podgane. Napovedovali so, da bodo leta 2020 začeli klinične preizkuse na ljudeh, a so nato to napoved zaradi izbruha epidemije koronavirusa premaknili na leto 2021.

Muskovo podjetje je sicer že septembra lani objavilo poročilo o tem, kako jim je uspelo nevronsko protezo v velikosti kovanca uspešno implantirati v možgane prašiča (ki ima poleg opice človeku najbolj podobno anatomijo), februarja letos pa so pri Neuralinku objavili raziskavo, v kateri so napravo implantirali v možgane opice, ki je nato zgolj s svojimi mislimi igrala videoigre na zaslonu pred sabo. Naprava, ki jo je v obeh omenjenih poskusih v možgane živali natančno implantiral kirurški robot, je v tej fazi vsebovala “samo” 1024 prožnih elektrod, ki so segale navzdol v možgansko skorjo, zunanjo plast možganov, ki je odgovorna za številne funkcije, vključno z nadzorom motoričnih in senzoričnih sposobnosti. Računalniški čip v vsadku po meri v napravi ojača signale iz možganske skorje in jih zatem brezžično posreduje v bližnji računalnik, vendar pa elektrode niso sposobne zgolj pasivno zaznavati, ampak tudi ustvarjati drobne električne signale, ki jih proizvajajo posamezni nevroni.

V Neuralinku imajo sicer ambicije, da sčasoma za vstavitev elektrod v možgane ne bo več potreben invaziven nevrokirurški poseg, temveč bodo vsadek lahko do točno določenega območja v možganih neinvazivno dostavili skozi veno ali arterijo. Poleg tega je Musk že večkrat javno izpostavil, da je dolgoročni cilj podjetja ustvariti neke vrste simbiozo med človekom in umetno inteligenco, kar bi vodilo do pojava t. i. transhumanizma, ki ne bi pomenil zgolj nadgradnje prirojenih človeških sposobnosti, ampak tudi novo stopnjo v človeški evoluciji. Milijarder je namreč v preteklosti že večkrat razkril, da ga precej skrbi pospešen razvoj umetne inteligence, ki bi v prihodnosti utegnila uiti izpod nadzora in morda celo nadvladati človeka, zato se mu zdi za preprečitev takšnega scenarija najboljša varianta njena fizična združitev s človekom. Tudi po zaslugi drugih podjetij, ki delajo na tehnologijah možganskih vsadkov (Blackrock Microsystems, Emotiv, Kernel, Neurable, Paradromics itd.), ki bi povezali človeka s strojem, se ta tehnologija izjemno hitro razvija in daje slutiti, da bodo Muskove sanje morda že v ne tako oddaljeni prihodnosti postale resničnost.

Matej Markič