Azzal, hogy ezt használta, Gómez azonosította a mennyezeti lámpákat, a betűket, a papírra nyomtatott alapformákat és az embereket. Még egy egyszerű Pac-Man-szerű számítógépes játékot is játszott, amelyet közvetlenül az agyába tápláltak. A kísérlet időtartama alatt heti négy napon Gómezt látó férje vezette be egy laboratóriumba, és kapcsolta be a rendszerbe.
Gómez első látó pillanata 2018 végén Eduardo Fernandez, a spanyolországi Elchében található Miguel Hernandez Egyetem neuromérnöki részlegének igazgatója több évtizedes kutatásának csúcspontja volt. Célja: a világ 36 millió vak embere közül minél többnek visszaadni a látást, akik szeretnének újra látni. Fernandez megközelítése azért különösen izgalmas, mert megkerüli a szemet és az optikai idegeket.
Sok korábbi kutatás próbálta a látást mesterséges szem vagy retina létrehozásával helyreállítani. Ez működött, de a Gómezhez hasonló vakok túlnyomó többségének a retinát az agy hátsó részével összekötő idegrendszer sérült. A mesterséges szem nem oldja meg a vakságukat. Ezért 2015-ben a Second Sight vállalat, amely 2011-ben Európában – és 2013-ban az Egyesült Államokban – engedélyt kapott egy mesterséges retina értékesítésére a retinitis pigmentosa nevű ritka betegségre, két évtizedes munkáját a retináról az agykéregre helyezte át. (A Second Sight szerint valamivel több mint 350 ember használja Argus II retinaimplantátumát.)
A pálmafákkal borított Elche városában tett nemrégiben tett látogatásom során Fernandez elmondta, hogy az implantátum-technológia fejlődése és az emberi látórendszer finomabb megértése bizalmat adott neki ahhoz, hogy egyenesen az agyba menjen. “Az idegrendszerben lévő információ ugyanaz az információ, mint ami egy elektromos eszközben van” – mondja
A látás visszaállítása a jelek közvetlen agyba történő továbbításával ambiciózus. De az alapelveket már évtizedek óta használják az emberi elektronikai implantátumokban a mainstream orvostudományban. “Jelenleg” – magyarázza Fernandez – “számos elektromos eszközünk van, amelyek kölcsönhatásba lépnek az emberi testtel. Az egyik ilyen a pacemaker. Az érzékelő rendszerben pedig ott van a cochleáris implantátum.”
Ez utóbbi eszköz a Fernandez által Gómez számára épített protézis halló változata: egy külső mikrofon és feldolgozó rendszer, amely digitális jelet továbbít a belső fülben lévő implantátumba. Az implantátum elektródái áramimpulzusokat küldenek a közeli idegekbe, amelyeket az agy hangként értelmez. A cochleáris implantátum, amelyet először 1961-ben ültettek be egy betegbe, világszerte több mint félmillió ember számára teszi lehetővé, hogy a mindennapi élet normális részeként beszélgessenek.
“Berna volt az első betegünk, de a következő néhány évben további öt vak emberbe ültetünk be implantátumot” – mondja Fernandez, aki Gómezt a keresztnevén szólítja. “Hasonló kísérleteket végeztünk állatokon, de egy macska vagy egy majom nem tudja megmagyarázni, hogy mit lát.”
Bernának sikerült.
A kísérletéhez bátorság kellett. Az implantátum beültetéséhez agyműtétre volt szükség egy egyébként egészséges testen – ami mindig kockázatos eljárás. Aztán hat hónappal később újra, hogy eltávolítsák, mivel a protézist nem engedélyezték hosszabb távú használatra.
Rángások és foszfének
Hallom Gómezt, mielőtt látnám. Az ő hangja egy koránál körülbelül egy évtizeddel fiatalabb nőé. A szavai kimértek, a ritmusa tökéletesen egyenletes, a hangszíne meleg, magabiztos és egyenletes.
Amikor végre meglátom őt a laborban, észreveszem, hogy Gómez olyan jól ismeri a helyiség elrendezését, hogy alig van szüksége segítségre a kis folyosón és a hozzá tartozó szobákban való eligazodáshoz. Amikor odasétálok hozzá, hogy üdvözöljem, Gómez arca eleinte rossz irányba mutat, amíg nem köszönök neki. Amikor kinyújtom a kezem, hogy kezet rázzak vele, a férje az enyémbe vezeti a kezét.
Gómez egy agyi MRI miatt van itt, hogy megnézze, hogyan állnak a dolgok fél évvel az implantátum eltávolítása után (jól állnak). Azért is itt van, hogy találkozzon egy potenciális második pácienssel, aki a városban van, és a látogatásom alatt a szobában van. A találkozó egy pontján, amikor Fernandez elmagyarázza, hogyan csatlakozik a hardver a koponyához, Gómez megszakítja a beszélgetést, előrebillen, és az érdeklődő kezét a tarkójára helyezi, ahol korábban egy fémkivezetés volt. Ma már gyakorlatilag semmi nyoma a nyílásnak. Az implantációs műtét olyannyira eseménytelenül zajlott, mondja, hogy már másnap bejött a laborba, hogy csatlakoztassa magát, és elkezdje a kísérleteket. Azóta sem voltak problémái vagy fájdalmai.
Gómez szerencsés volt. Az ő sikeres beültetéséhez vezető kísérletek hosszú története kockás múltra tekint vissza. 1929-ben egy Otfrid Foerster nevű német neurológus felfedezte, hogy ki tud váltani egy fehér pontot egy beteg látásában, ha műtét közben egy elektródát szúr az agy látókéregébe. A jelenséget foszfénnek nevezte el. A tudósok és sci-fi szerzők azóta elképzelik egy kamera-számítógép-agy vizuális protézis lehetőségét. Néhány kutató még kezdetleges rendszereket is épített.
A 2000-es évek elején a hipotetikus elképzelés valósággá vált, amikor egy William Dobelle nevű excentrikus orvosbiológiai kutató ilyen protézist telepített egy kísérleti beteg fejébe.
2002-ben Steven Kotler író rémülten emlékezett vissza arra, hogy látta, amint Dobelle felpörgette az áramot, és a beteg a földre zuhant, és rohamban fetrengett. Az ok a túl sok ingerlés volt, túl sok árammal – amit, mint kiderült, az agyak nem szeretnek. Dobelle pácienseinek a fertőzésekkel is gondjaik voltak. Dobelle mégis úgy hozta forgalomba terjedelmes készülékét, mint ami majdnem készen áll a mindennapi használatra, egy reklámvideóval kiegészítve, amelyben egy vak ember lassan és bizonytalanul vezet egy zárt parkolóban. Amikor Dobelle 2004-ben meghalt, a protézise is meghalt.
Dobelle-lel ellentétben, aki a vakok gyógyítását hirdette, Fernandez szinte folyamatosan olyan dolgokat mond, mint: “Nem akarok reményeket táplálni” és “Reméljük, hogy lesz egy olyan rendszerünk, amelyet az emberek használni tudnak, de jelenleg még csak korai kísérleteket végzünk”.”
De Gómez valóban látott.
Szögek ágya
Ha a Gómez látása mögötti alapötlet – egy kamera csatlakoztatása egy videokábelbe az agyba – egyszerű, a részletek nem azok. Fernandeznek és csapatának először a kamerás részt kellett kitalálniuk. Milyen jelet produkál az emberi retina? Hogy megpróbáljon választ adni erre a kérdésre, Fernandez nemrég elhunyt emberek retináját veszi, a retinát elektródákhoz csatlakoztatja, fénynek teszi ki, és megméri, mi éri az elektródákat. (Laboratóriuma szoros kapcsolatot ápol a helyi kórházzal, amely néha az éjszaka közepén telefonál, amikor egy szervdonor meghal. Egy emberi retinát csak körülbelül hét órán át lehet életben tartani). Csapata gépi tanulást is alkalmaz, hogy a retina elektromos kimenetét egyszerű vizuális bemenetekhez igazítsa, ami segít nekik olyan szoftver megírásában, amely automatikusan utánozza a folyamatot.
A következő lépés az, hogy ezt a jelet átvegyék és eljuttassák az agyba. A Fernandez által Gómez számára épített protézisben egy kábeles kapcsolat fut egy Utah-tömb néven ismert általános neuroimplantátumhoz, amely éppen csak kisebb, mint egy AAA elem pozitív végén lévő megemelt csúcs. Az implantátumból 100 apró, egyenként körülbelül egy milliméter magas elektródatüske áll ki – együttesen úgy néznek ki, mint egy miniatűr szögágy. Minden egyes elektróda egy-négy idegsejtet képes árammal ellátni. Amikor az implantátumot behelyezik, az elektródák átfúrják az agy felszínét; amikor eltávolítják, 100 apró vércsepp képződik a lyukakban.
Fernandeznek egyszerre csak egy elektródát kellett kalibrálnia, egyre erősebb áramot küldve rá, amíg Gómez meg nem jegyezte, mikor és hol látott foszfént. Mind a 100 elektróda beállítása több mint egy hónapig tartott.
“A mi megközelítésünk előnye, hogy a tömb elektródái az agyba nyúlnak, és közel ülnek az idegsejtekhez” – mondja Fernandez. Ez lehetővé teszi, hogy az implantátum sokkal kisebb elektromos árammal termeljen látást, mint amire Dobelle rendszerében szükség volt, ami jelentősen csökkenti a rohamok kockázatát.
A protézis nagy hátránya – és az elsődleges ok, amiért Gómez nem tudta hat hónapnál tovább megtartani a sajátját -, hogy senki sem tudja, meddig bírják az elektródák anélkül, hogy az implantátum vagy a felhasználó agya károsodna. “A szervezet immunrendszere elkezdi lebontani az elektródákat, és hegszövet veszi körül őket, ami végül gyengíti a jelet” – mondja Fernandez. Az is probléma, hogy az elektródák meghajlanak, ha valaki mozog. Az állatokon végzett kutatások és a Gómez által használt tömb korai vizsgálata alapján úgy véli, hogy a jelenlegi rendszer két-három évig, de akár 10 évig is kitarthat, mielőtt meghibásodik. Fernandez reméli, hogy néhány apró módosítással ez néhány évtizedre meghosszabbítható – ami kritikus előfeltétel egy olyan orvosi hardver esetében, amely invazív agyműtétet igényel.
A protézisnek végül a cochleáris implantátumhoz hasonlóan vezeték nélkül kell továbbítania jelét és energiáját a koponyán keresztül, hogy elérje az elektródákat. De egyelőre a csoportja a kísérletekhez a protézist kábelesen hagyta – ez biztosítja a legnagyobb rugalmasságot a hardver folyamatos frissítéséhez, mielőtt megállapodnának a tervezésben.
10 pixel x 10 pixel felbontásban, ami nagyjából a Gómez implantátumának maximális lehetséges felbontása, olyan alapvető formákat lehet érzékelni, mint a betűk, az ajtókeret vagy a járda. De egy arc körvonalai, nem is beszélve egy emberről, sokkal bonyolultabbak. Ezért Fernandez képfelismerő szoftverrel egészítette ki a rendszerét, amely azonosítja a szobában lévő személyt, és foszfénmintát sugároz Gómez agyába, amelyet az megtanult felismerni.
25 x 25 pixeles felbontásban, írja Fernandez egy általa előszeretettel bemutatott dián, “a látás lehetséges”. És mivel a Utah tömb a jelenlegi formájában olyan kicsi, és olyan kevés energiát igényel a működéséhez, Fernandez szerint nincs technikai oka annak, hogy csapata ne tudna négyet-hatot telepíteni az agy mindkét oldalára, ami 60 x 60 pixeles vagy annál nagyobb látást kínálna. Még mindig senki sem tudja, hogy az emberi agy mennyi inputot képes befogadni az ilyen eszközökből anélkül, hogy túlterhelődne és a tévéhónak megfelelőt jelenítene meg.
Hogy néz ki
Gómez elmondta, hogy megtartotta volna a beültetett implantátumot, ha választhatott volna, és hogy ő lesz az első a sorban, ha elérhetővé válik egy frissített változat. Amikor Fernandez befejezi a tömb elemzését, Gómez azt tervezi, hogy bekeretezteti és a nappalija falára akasztja.
A Fernandez laboratóriumában felajánlja, hogy csatlakoztat engem egy nem invazív eszközhöz, amelyet a betegek szűrésére használ.
Azzal a bőrszékkel, amelyet Gómez a tavalyi, áttörést jelentő kísérlet során elfoglalt, várakozom, miközben egy neurológus egy két karikával ellátott pálcát tart a fejem oldalához. A pillangótekercsnek nevezett eszköz egy dobozhoz van csatlakoztatva, amely erős elektromágneses impulzussal gerjeszti az agyban lévő idegsejteket – ezt a jelenséget transzkraniális mágneses stimulációnak nevezik. Az első lökés olyan érzés, mintha valaki sokkolná a fejbőrömet. Az ujjaim önkéntelenül a tenyerembe görbülnek. “Nézd, sikerült!” mondja Fernandez kuncogva. “Ez a motoros kéreg volt. Most megpróbálunk neked foszféneket adni.”
A neurológus visszahelyezi a pálcát, és gyors impulzussorozatra állítja a gépet. Ezúttal, amikor tüzel, intenzív zzp-zzp-zzp-t érzek, mintha valaki ajtókopogtatónak használná a koponyám hátsó részét. Aztán, bár a szemem tágra nyílt, mégis látok valamit: a látómezőm közepén egy fényes vízszintes vonal villan fel, két csillogó háromszöggel együtt, amelyek tele vannak valamivel, ami úgy néz ki, mint a tévéhó. A látomás olyan gyorsan elillan, ahogyan érkezett, rövid utófényt hagyva maga után.
“Ez olyan, mint amit Berna láthatott” – mondja Fernandez. Csakhogy az ő “látása” a világról mindaddig stabil volt, amíg a jelet továbbították az agyába. A fejét is el tudta fordítani, és szemüveggel a fején körbe tudott nézni a szobában. Amit láttam, az csupán egy elektromosan gerjesztett agy belső fantomjai voltak. Gómez 16 év óta először képes volt kinyújtani a kezét, és megérinteni a világot, amit látott.
BejelentkezésIratkozz fel most