Když počítač dělá pomyšlení

Pětadvacetiletý Matthew Nagle se stal jedním z prvních lidí, kteří mohli vyzkoušet technologii zvanou BrainGate. Matthew ochrnul v roce 2001 na celém těle po ráně nožem do krční míchy. Ačkoli nemůže pohnout ani prstem, udržel si schopnost aktivovat centra mozková kůry nezbytná pro kontrolu pohybu. Tým vedený americkým neurologem Johnem Donoghuem z Brown University voperoval Matthewovi do mozku zařízení složené z 96 mikroelektrod. Ty dokážou snímat aktivitu jednotlivých neuronů v centru pro kontrolu pohybů v pacientově mozku. Zachycený signál je dekódován počítačem a převeden na povely pro různá zařízení. Braingate tak vlastně čte Matthewovy myšlenky. Zjišťuje, co by chtěl Matthew udělat a vykoná to za něj.

Matthew Nagle tak může pohybovat kurzorem počítače. Dovoluje mu to například psaní a odesílání e-mailových zpráv nebo hraní nekomplikovaných počítačových her. Může také ovládat jednoduchou robotickou ruku, brát do ní jednotlivé předměty a přemisťovat je. Systém BrainGate mu také umožňuje zapínat a vypínat některé domácí spotřebiče. Všechny tyto úkony Matthew provádí tím, že si na daný úkon pomyslí a aktivuje tím v motorickém centru mozku příslušné neurony.
O výsledcích zkoušek BrainGate u prvních pacientů informoval Donoghueův tým na stránkách prestižního vědeckého týdeníku Nature. Z článku vyplývá, že BrainGate zřejmě nepomůže každému. U pětapadesátiletého pacienta s obdobným postižením nedokázaly mikroelektrody zachytit aktivitu neuronů v motorickém centru mozkové kůry a BrainGate proto nefungoval.

Technologie označované souhrnně jako brain-machine interface (BMI), čili rozhraní mezi mozkem a technickým zařízením, se rozvíjejí již od počátku 90. let minulého století. Nejčastěji je uváděno jejich uplatnění u ochrnutých osob. Největší prostředky však investují do tohoto výzkumu ozbrojené složky, např. americká Defense Advanced Research Project Agency (DARPA). Za její peníze řeší vědci na první pohled futuristické projekty, při kterých se kromě jiného zkoumá i možnost předávání informací z elektronických zařízení do mozku. Tedy obráceným směrem, než jakým transportuje informace BrainGate. Cílem je vyvinout nové typy komunikačních systémů, ve kterých by byly do mozku vojáků dodávány informace o terénu nebo o vývoji probíhajícího bojového střetu. Vojáci by mohli tyto informace navzájem sdílet. Například velitel jednotky rozptýlené v terénu mohl vidět a slyšet to, co vidí a slyší jeho podřízení. V plánech DARPA patří důležité místo i využití BMI u pilotů. Ti by dostávali informace o pozici letounu a hodnotách na displejích palubních přístrojů přímo do mozku. Mohli by pak ovládat letadlo na dálku. Pilot by řídil letadlo a přitom by v něm neseděl. Počítá se, že mnohé manévry by byly předem naprogramované. Pilot by v krizových situacích spouštěl i nouzové programy, které by s letounem prováděly komplikované manévry, jež člověk za normálních okolností ani nemůže zvládnout (např. kvůli velkému přetížení).

Jedním z nutných předpokladů pro širší praktické využití BMI je snímání nervových vzruchů "na dálku" - tedy přes lebku a kůži. BrainGate je závislý na funkcích elektrod, které má pacient voperovány přímo do mozku. To s sebou nese řadu rizik. Podél elektrod může do mozku proniknout infekce. Mozková tkáň se přítomnosti cizích těles brání a obaluje mikroelektrody bílkovinou, která je elektricky izoluje. Vyvíjejí se už ale systémy elektrod všité do jakési čepice, kterou si dobrovolníci nasadí na hlavu. Tyto elektrody však zatím nejsou schopné zachytit signál jednotlivých neuronů.