Mozkem ovládaná protéza funkčností překvapila i své tvůrce (video)

První funkční protéza ovládaná mozkem je na světě a pracuje daleko lépe než její tvůrci předpokládali. Foto: John Hopkins Applied Physics Laboratory.

Těsně před Vánoci nejspíš došel naplnění jeden z velkých medicínských snů. Les Baugh, který před čtyřiceti lety přišel o obě paže, dostal protézy ovládané přímo pokyny z mozku. Podívejte se na video na konci článku.

 

Les Baugh z amerického Colorada se stal prvním člověkem na světě, kdo dostal možnost nové robotické ruce ovládané myslí vyzkoušet. Robotické paže vyrobené v Johns Hopkins Applied Physics Laboratory potřebují ke svému správnému fungování operativní zákrok na zbylých nervech, jenž předávají impulzy z mozku potřebné k pohybu robotickou rukou.

Technologie vyžaduje komplexní trénink ze strany pacienta. Algoritmus uvnitř senzorů pečlivě monitoruje jednotlivé svaly a jejich komunikaci a frekvenci signálů z mozku a poté je převádí do pohybů paže.

„Využíváme nervů, které zůstaly v rameni amputované paže a jejich zachovanou schopnost vést impulzy,“ vysvětlil vedoucí projektu Albert Chi. „Na tyto nervy navážeme systémová spojení vedoucí do prostetické náhrady paže, ve které se impulzy z mozku převádějí do podoby binárních pokynů pro jednotlivé složky protézy.“

Učenlivá protéza

Není to jen tak. Na začátku procesu, který umožňuje dostat v zásadě plnohodnotnou náhradu, je trénink. Ten probíhá pouze s pomocí senzorů. Požadované pohyby provádí virtuální model na počítači, následně je upravený řídící software nahrán zpět do robotických protéz. Ty tedy zjednodušeně využívají něco, co v technologickém světě umělých inteligencí zůstává novinkou. Robotické protézy z John Hopkins Applied Physics Laboratory se „naučily jak se učit“. Následně se ve formě jakéhosi obleku připevňují na tělo postiženého, který je může využívat jako běžné končetiny. Pohyb není ideální, ale vypadá velmi intuitivně. Baughovi stačilo ke zvládnutí práce s protézami deset dnů, po kterých dokázal provádět i operace vyžadující schopnost ovládat jemnou motoriku. Rychlost a dokonalost, se kterou se Les Baugh naučil protézy používat – a s jakou se protézy naučily spolupracovat s jeho mozkem – překvapila i samotné vědce.

„Netušili jsme, že celá technologie bude pracovat natolik efektivně,“ připustil Albert Chi, který vedl její vývoj.

Courtney Moranová, která se zabývá procesem „učení“ protézy i jejího uživatele byla konkrétnější. Zmínila například, jak ji fascinoval pohled na Baugha nalévajícího si z konvice do šálku kávu. „Něco takového jsem nepředpokládala ani v tom nejjásavějším snu,“ uvedla barvitě v jinak suché a strohé tiskové zprávě.

Podle Moranové je ale vůbec největším překvapením celého zkusmého experimentu to, že Baugh dokázal s protézami provádět pohyby a jejich sledy, o kterých vývojáři vůbec nepředpokládali, že budou možné.

„Intuitivnost ovládání celé technologie je významně a nečekaně vyšší než jsme čekali,“ shrnula Moranová.

Tým z  John Hopkins Applied Physics Laboratory mohl díky rychlým pokrokům jejich technologie i samotného Lese Baugha přikročit k dalšímu kroku. Baugh začne protézy testovat v domácím prostředí.

„Třeba si ještě jednou v životě budu moct sám hodit minci do automatu a vzít si to, co z něj vypadne,“ říká sám Baugh, pro kterého je celá zkušenost s protézami ovládanými mozkem „nejúžasnějším zážitkem, jaký mi Bůh dopřál zakusit.“

Ondřej Fér

 

Video John Hopkins Applied Physics Laboratory v jednotlivých krocích ukazuje, jak Leslie Baugh spolupracuje s modulární prostetickou náhradou. Ovládá ji prostřednictvím přenosu nervových impulzů.