Mokslo ir technologijų pasaulis

Su JAV karinių tyrimų organizacijos DARPA skirta 5,6 milijono dolerių parama, Southern Methodist universitetas (Dalasas, Teksasas) ruošiasi įsteigti Neurofotonikos tyrimų centrą, kuris turės vienintelę užduotį - sukurti biologiškai su žmogaus organizmu suderinamą optinio pluošto jutiklį, kuriuo būtų galima perduoti pavienių neuronų signalus iš ir į smegenis.

Trumpai tariant, kai iškeltoji užduotis bus įvykdyta, naujoji technologija leis pagaminti protezus, kurie funkcionalumu nenusileis natūralioms žmogaus galūnėms. DARPA ir kitos mokslinių tyrimų organizacijos šio tikslo siekia jau ne vienerius metus. Nors šioje srityje esama tam tikrų pasiekimų, moderniems protezams vis dar toli iki natūralios galūnės pojūčių imitavimo. 

Dauguma "robotizuotų" protezų paprasčiausiai prijungiami prie sveiko audinio, kuriuo yra sužadinamas dirbtinės galūnės judesys. Pavyzdžiui, rankos protezas prijungiamas prie sveiko krūtinės raumens, kurį įtempdamas pacientas gali manipuliuoti rankos pakaitalu. Šiuo tikslu bet kuris technologijos naudotojas turi išmokti visiškai naujų būdų, kaip manipuliuoti tokia ranka arba bet kokiu kitu elektromechaniniu protezu. Pažangiausios dabartinės technologijos leidžia nuskaityti tik tam tikros neuronų grupės arba ištiso nervo generuojamus elektrinius signalus, tačiau to pilnam protezo funkcionalumui užtikrinti toli gražu nepakanka. DARPA siekia šį principą radikaliai pakeisti - organizacijos inicijuotas projektas nustatinės, kaip transformuoti net pavienių neuronų signalus į fotoninius signalus ir kaip tada juos perduoti dirbtiniais kanalais.

Šiam tikslui optinis pluoštas yra tiesiog idealus. Metalinius implantus organizmas gali atmesti arba juos gali pažeisti natūralūs organizmo procesai. Tuo tarpu optinio pluošto technologija daug lengviau suderinama biologiškai su žmogaus kūnu, todėl atmetimo tikimybė yra žymiai mažesnė. Be to, optinės technologijos pagrindu galima pagaminti itin mažyčius komponentus - teoriškai, vienoje smegenis ir protezą jungiančioje optinio pluošto skaiduloje galima integruoti šimtus ar net tūkstančius neurojutiklių.

Savaime suprantama, ši užduotis nėra paprasta. Tačiau Southern Methodist universiteto tyrinėtojai ir DARPA atstovai yra įsitikinę, jog tokią technologiją teks neišvengiamai anksčiau ar vėliau sukurti. Jei jiems pavyks sugalvoti, kaip įgyvendinti optinį neuronų stimuliavimą ir neuronų signalų nuskaitymą, tai sudarytų sąlygas dvikryptei sąsajai sukurti, kuri ne tik leistų protezus valdyti daug natūraliau nei iki šiol, bet ir jausti pojūčius, tokius kaip šiluma arba slėgis. Tą pačią technologiją taip pat būtų galima panaudoti nugaros smegenų traumoms gydyti, sujungiant atskirus jų segmentus ir taip sugrąžinant bent dalinį mobilumą galimybės judėti netekusiems pacientams.