Pomocí něj Gómez identifikovala stropní světla, písmena, základní tvary vytištěné na papíře a lidi. Dokonce si zahrála jednoduchou počítačovou hru podobnou Pac-Manovi, která jí byla puštěna přímo do mozku. Čtyři dny v týdnu po dobu trvání experimentu vedl Gómezovou do laboratoře její vidící manžel a připojil ji k systému.

První okamžik, kdy Gómezová na konci roku 2018 poprvé viděla, byl vyvrcholením desetiletí trvajícího výzkumu Eduarda Fernandeze, ředitele neuroinženýrství na Univerzitě Miguela Hernandeze ve španělském Elche. Jeho cíl: vrátit zrak co největšímu počtu z 36 milionů nevidomých lidí na celém světě, kteří si přejí znovu vidět. Fernandezův přístup je obzvláště vzrušující, protože obchází oko a optické nervy.

Mnoho dřívějších výzkumů se pokoušelo obnovit zrak vytvořením umělého oka nebo sítnice. Fungovalo to, ale naprostá většina slepých lidí, stejně jako Gómez, má poškozený nervový systém spojující sítnici se zadní částí mozku. Umělé oko jejich slepotu nevyřeší. Proto v roce 2015 společnost Second Sight, která v roce 2011 získala v Evropě a v roce 2013 v USA povolení prodávat umělou sítnici pro vzácné onemocnění zvané retinitis pigmentosa, přesunula dvě desetiletí práce od sítnice ke kůře mozkové. (Společnost Second Sight uvádí, že její sítnicový implantát Argus II používá o něco více než 350 lidí.)

Při mé nedávné návštěvě v Elche, kde rostou palmy, mi Fernandez řekl, že pokrok v technologii implantátů a dokonalejší pochopení lidského zrakového systému mu dodaly odvahu přejít přímo k mozku. „Informace v nervovém systému jsou stejné jako informace v elektrickém zařízení,“ říká

Obnovení zraku přiváděním signálů přímo do mozku je ambiciózní. Základní principy se však v běžné medicíně používají v lidských elektronických implantátech již desítky let. „Právě teď,“ vysvětluje Fernandez, „máme mnoho elektrických zařízení, která interagují s lidským tělem. Jedním z nich je kardiostimulátor. A ve smyslovém systému máme kochleární implantát.“

Tento druhý přístroj je sluchovou verzí protézy, kterou Fernandez sestrojil pro Gómeze: vnější mikrofon a systém zpracování, který přenáší digitální signál do implantátu ve vnitřním uchu. Elektrody implantátu vysílají do blízkých nervů proudové impulzy, které mozek interpretuje jako zvuk. Kochleární implantát, který byl poprvé instalován pacientovi v roce 1961, umožňuje více než půl milionu lidí na celém světě konverzovat jako běžnou součást každodenního života.

„Berna byla naší první pacientkou, ale v příštích několika letech budeme implantáty instalovat dalším pěti nevidomým lidem,“ říká Fernandez, který Gómezové říká křestním jménem. „Dělali jsme podobné pokusy na zvířatech, ale kočka nebo opice nedokáže vysvětlit, co vidí.“

Berna to dokázala.

Její experiment vyžadoval odvahu. Vyžadoval operaci mozku na jinak zdravém těle – což je vždy riskantní zákrok -, aby mohl být implantát instalován. A pak znovu, aby ho po šesti měsících odstranila, protože protéza není schválená pro dlouhodobější používání.

Záchvaty a fosfeny

Slyším Gómeze dřív, než ji vidím. Je to hlas ženy asi o deset let mladší, než je její věk. Její slova jsou odměřená, kadence dokonale plynulá a její tón je vřelý, sebejistý a vyrovnaný.

Když ji konečně uvidím v laboratoři, všimnu si, že Gómez zná uspořádání prostor tak dobře, že sotva potřebuje pomoc při orientaci v malé chodbě a připojených místnostech. Když k ní přistoupím, abych ji pozdravil, Gómezův obličej zpočátku míří špatným směrem, dokud ji nepozdravím. Když k ní natáhnu ruku, aby mi ji podala, její manžel ji vede do mé ruky.

Gómez je tu na magnetické rezonanci mozku, aby zjistila, jak to vypadá půl roku po vyjmutí implantátu (vypadá to dobře). Je tu také kvůli setkání s potenciální druhou pacientkou, která je ve městě a během mé návštěvy je v pokoji. V jednu chvíli během tohoto setkání, když Fernandezová vysvětluje, jak se hardware připojuje k lebce, Gómezová přeruší diskusi, nakloní se dopředu a položí potenciální pacientce ruku na zadní část hlavy, kde býval kovový vývod. Dnes už po portu nejsou prakticky žádné stopy. Operace implantátu byla tak bezproblémová, říká, že hned druhý den přišla do laboratoře, aby se nechala zapojit a začala s experimenty. Od té doby neměla žádné problémy ani bolesti.

Gómezová měla štěstí. Dlouhá historie experimentů, které vedly k jejímu úspěšnému implantátu, má pohnutou minulost. V roce 1929 německý neurolog Otfrid Foerster zjistil, že může u pacienta vyvolat bílý bod ve vidění, pokud mu při operaci zapíchne elektrodu do zrakové kůry mozku. Tento jev nazval fosfen. Vědci a autoři sci-fi si od té doby představují potenciál zrakové protézy typu kamera-počítač-mozek. Někteří výzkumníci dokonce sestrojili rudimentární systémy.

Na počátku roku 2000 se tato hypotéza stala skutečností, když excentrický biomedicínský výzkumník William Dobelle instaloval takovou protézu do hlavy experimentálního pacienta.

V roce 2002 spisovatel Steven Kotler s hrůzou vzpomínal, jak sledoval, jak Dobelle zapíná elektřinu a pacient padá na zem a svíjí se v záchvatu. Příčinou byla příliš silná stimulace příliš velkým proudem – něco, co, jak se ukázalo, mozek nemá rád. Dobelleho pacienti měli také problémy s infekcemi. Přesto Dobelle prodával svůj objemný přístroj jako téměř připravený pro každodenní použití, doplněný propagačním videem, na němž nevidomý muž pomalu a nejistě řídí na uzavřeném parkovišti. Když Dobelle v roce 2004 zemřel, zemřela i jeho protéza.

Na rozdíl od Dobelleho, který hlásal vyléčení slepců, Fernandez téměř neustále říká věci jako: „Nechci si dělat žádné naděje“ a „Doufáme, že budeme mít systém, který budou moci lidé používat, ale právě teď provádíme jen rané experimenty.“

Ale Gómez skutečně viděl.

Lůžko z hřebíků

Jestliže základní myšlenka Gómezova zraku – zapojit kameru do videokabelu do mozku – je jednoduchá, detaily nikoli. Fernandez a jeho tým museli nejprve vyřešit část s kamerou. Jaký signál produkuje lidská sítnice? Aby se Fernandez pokusil na tuto otázku odpovědět, vzal lidskou sítnici od lidí, kteří nedávno zemřeli, připojil sítnici k elektrodám, vystavil ji světlu a měřil, co na elektrody dopadá. (Jeho laboratoř má úzké vztahy s místní nemocnicí, která někdy volá uprostřed noci, když zemře dárce orgánů. Lidskou sítnici lze udržet při životě jen asi sedm hodin.) Jeho tým také používá strojové učení, aby přiřadil elektrický výstup sítnice k jednoduchým vizuálním vstupům, což jim pomáhá napsat software, který tento proces automaticky napodobuje.

Dalším krokem je převzít tento signál a dopravit ho do mozku. V protéze, kterou Fernandez sestrojil pro Gómeze, vede kabelové spojení k běžnému neuroimplantátu známému jako Utahovo pole, které je jen o něco menší než vystouplý hrot na kladném konci baterie AAA. Z implantátu vyčnívá 100 drobných elektrodových hrotů, z nichž každý je asi milimetr vysoký – dohromady vypadají jako miniaturní hřebíkové lůžko. Každá elektroda může dodávat proud do jednoho až čtyř neuronů. Po zavedení implantátu elektrody prorazí povrch mozku, po jeho vyjmutí se v otvorech vytvoří 100 drobných kapiček krve.

Fernandezová musela kalibrovat jednu elektrodu po druhé a vysílat do ní stále silnější proudy, dokud Gómezová nezaznamenala, kdy a kde vidí fosfen. Vyladění všech 100 elektrod trvalo více než měsíc.

„Výhodou našeho přístupu je, že elektrody pole vyčnívají do mozku a sedí blízko neuronů,“ říká Fernandez. To umožňuje implantátu produkovat zrak s mnohem nižším elektrickým proudem, než bylo potřeba v Dobelleho systému, což prudce snižuje riziko záchvatů.

Velkou nevýhodou protézy – a hlavním důvodem, proč si Gómez nemohla tu svou nechat déle než šest měsíců – je, že nikdo neví, jak dlouho elektrody vydrží, aniž by došlo k degradaci implantátu nebo mozku uživatele. „Imunitní systém těla začne elektrody rozkládat a obklopovat je zjizvenou tkání, což nakonec signál oslabí,“ říká Fernandez. Problémem je také ohýbání elektrod při pohybu. Soudě podle výzkumu na zvířatech a počátečního pohledu na soustavu, kterou použil Gómez, předpokládá, že současné uspořádání by mohlo vydržet dva až tři roky a možná až deset let, než selže. Fernandez doufá, že několik drobných vylepšení prodlouží tuto dobu na několik desetiletí – což je kritický předpoklad pro lékařský hardware, který vyžaduje invazivní operaci mozku.

Eventuálně bude muset protéza, stejně jako kochleární implantát, přenášet svůj signál a energii bezdrátově přes lebku, aby se dostala k elektrodám. Prozatím však jeho tým ponechal protézu pro experimenty kabelovou – což poskytuje co největší flexibilitu pro průběžnou aktualizaci hardwaru, než se ustálí design.

Při rozlišení 10 x 10 pixelů, což je zhruba maximální možné rozlišení, které by mohl Gómezův implantát vykreslit, lze vnímat základní tvary, jako jsou písmena, rám dveří nebo chodník. Ale obrysy obličeje, natož člověka, jsou mnohem složitější. Proto Fernandez svůj systém rozšířil o software pro rozpoznávání obrazu, který identifikuje osobu v místnosti a vysílá do mozku Gómezové vzor fosfenů, které se naučila rozpoznávat.

Při rozlišení 25 na 25 pixelů, píše Fernandez na slajdu, který rád prezentuje, „je vidění možné“. A protože je soustava Utah v současné podobě tak malá a vyžaduje tak málo energie k provozu, Fernandez říká, že neexistuje žádný technický důvod, proč by jeho tým nemohl nainstalovat čtyři až šest na každou stranu mozku a nabídnout vidění v rozlišení 60 x 60 pixelů nebo vyšším. Přesto nikdo neví, kolik vstupů může lidský mozek od takových zařízení přijmout, aniž by se zahltil a zobrazil ekvivalent televizního sněhu.

Jak to vypadá

Gómez mi řekla, že by si implantát nechala nainstalovat, kdyby měla na výběr, a že bude první ve frontě, pokud bude k dispozici aktualizovaná verze. Až Fernandez dokončí analýzu jejího pole, plánuje si ho Gómez nechat zarámovat a pověsit na zeď v obývacím pokoji.

Zpět ve Fernandezově laboratoři mi nabídne, že mě připojí k neinvazivnímu přístroji, který používá k vyšetření pacientů.

Sedím ve stejném koženém křesle, které Gómez obsadila během loňského průlomového experimentu, a čekám, zatímco neurolog drží hůlku se dvěma kroužky na straně mé hlavy. Zařízení zvané motýlí cívka je připojeno ke krabičce, která silným elektromagnetickým pulzem excituje neurony v mozku – jev se nazývá transkraniální magnetická stimulace. Při prvním výboji mám pocit, jako by mi někdo dával šoky do pokožky hlavy. Prsty se mi mimovolně stočí do dlaní. „Podívej, funguje to!“ Fernandez se zasměje. „To byla vaše motorická kůra. Teď ti zkusíme dát nějaké fosfeny.“

Nurolog přemístí hůlku a nastaví přístroj na rychlou sérii pulzů. Když tentokrát vystřelí, ucítím intenzivní zzp-zzp-zzp, jako by mi někdo používal zadní část lebky jako klepadlo na dveře. Pak, i když mám oči doširoka otevřené, něco uvidím: středem mého zorného pole se mihne jasná vodorovná čára spolu se dvěma třpytivými trojúhelníky vyplněnými něčím, co vypadá jako televizní sníh. Vidění mizí stejně rychle, jako se objevilo, a zanechává po sobě krátkou záři.

„To je jako to, co mohla vidět Berna,“ říká Fernandez. Až na to, že její „vidění“ světa bylo stabilní tak dlouho, dokud se signál přenášel do jejího mozku. Mohla také otáčet hlavou a s nasazenými brýlemi se rozhlížet po místnosti. To, co jsem viděl, byly jen vnitřní fantomy elektricky vybuzeného mozku. Gómezová se poprvé po 16 letech mohla skutečně natáhnout a dotknout se světa, na který se dívala.

.