Érzékelő művégtagok a hadsereg jóvoltából

A New Scientist honlapja a protézisek forradalmian új nemzedékéről számol be, amely lényegesen javíthatja a bionikus művégtagok alkalmazásának esélyeit. A közvetlenül az idegrendszerhez kapcsolható berendezések egyéb előnyeik mellett arra is alkalmasak lehetnek, hogy segítségükkel a felhasználók nyomás- és hőingereket vehessenek fel környezetükből.

A már létező gép-idegrendszer kapcsolóelemek elektronikus elven működnek, és fémalkatrészeik vannak, amelyeket azonban az immunrendszer olykor kivet. Egy újabb változat azonban, amelyet a dallasi Southern Methodist Universityn Marc Christensen és kollégái konstruáltak, kiküszöböli ezt a kockázatot. A közvetlen ember/gép elektronikus összeköttetés pontjain a fény válik a jel hordozójává.

Az e pontokon elhelyezett gömb alakú, műanyag szenzoregységek az idegrendszer gerjesztette elektromos mező változásait detektálják: az impulzusok hatására alakjuk megváltozik. Az alakváltozás nyomán módosul bennük a periféria felől érkező, majd oda visszatérő fény minősége, azaz jel jön létre, amely a megfelelő átalakításokkal már mozgást is vezérelhet. A rendszer, amely tulajdonképpen fotoáramkör, elméletileg közölheti a végtaggal, hogy az agy „akar valamit" – például megmozdítaná valamelyik ujjat.

Fénysuttogás
A fejlesztők a fény efféle továbbítását „suttogó karzat effektusnak" nevezték el: a név a londoni Szent Pál katedrális egy akusztikai jelenségére utal: a székesegyházban a tér kialakítása – a homorú falak –következtében a hang jóval messzebbre jut el, mint természetes körülmények közt.

Lehetségesnek tűnik a jel ellenkező irányú továbbítása is: ha az optikai rost idegrendszer felőli végén infravörös fényforrást helyeznek el, az infrajel stimulálhatja az idegeket, azaz ingert közvetíthet.

Azon túl, hogy a szférikus érzékelők egyelőre túlságosan nagyok, megoldandó feladat a kapcsolódás pontjainak (a szférikus szenzorok számára megfelelő helyek) felderítése is. Ezeket a pontokat az idegsebész a megfelelő eszközökkel úgy találhatja meg, hogy felszólítja a pácienst hiányzó karjának felemelésére, – ezek után pedig lokalizálja az erőtér-változásokat.  A művégtag rostjait/rzékelőit e pontokra építenék be.

Bionikus kísérleti állatok
A kutatók a rendszer működőképességét két éven belül szeretnék demonstrálni egy macskára vagy kutyára csatlakoztatott működő prototípussal. Addig azon dolgoznak majd, hogy a szenzorok átmérőjét a jelenlegi több száz mikrométerről 50 mikrométerre csökkentsék. A projektet az amerikai hadsereg „sci-fi" egysége, a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) 5,6 millió dollárral finanszírozza.

Christensen szerint a szenzorok és optikai rostok egy napon kapcsolókábelekként állítják majd helyre a gerincsérült páciensek mozgását és érzékelését – oly módon, hogy a sérült gerincvelő-szakasz megkerülésével továbbítják a kimenő és a bejövő információt.
A projekt megítélése nem egyértelmű: akadnak tudósok, akik lelkesen üdvözlik, Marc Gasson biokibernetikus (Reading University, Anglia) azonban biokompatibilis anyagok alkalmazása esetén sem tartja kizárhatónak a kilökődési reakciókat.

A háttérben természetesen folyik a „lakatosok és betörők csatája" is, amennyiben az őssejtkutatás is hatalmas erőkkel dolgozik az idegrendszer regenerációjának lehetővé tételén, illetve felgyorsításán.