Pátek 14. srpna 2020svátek má Alan 28 °C přeháňky až bouřky Předplatné LN
Lidovky.cz > Relax > Věda

Potkani si mohou 'posílat' myšlenky, zjistili vědci

Potkan (ilustrační foto) | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Potkan (ilustrační foto) | foto: Shutterstock

Miguel Nicolelis zlehka přejíždí kovovou tyčkou po hmatových vousech laboratorního potkana. V mozku zvířete propuká v hmatovém centru bouře nervových vzruchů. Ve vedlejší kleci si hoví potkan, kterému nikdo na hmatové vousy „nebrnká“. Přesto se v jeho hmatovém centru odehrává stejné nervové „hromobití“, jako kdyby jeho hmatové vousy narážely do překážky.

Vysvětlení téhle záhady je prosté. Oba potkani mají propojené mozky. Zvíře, kterému neurobiolog z Dukeovy univerzity v americkém Durhamu dráždí vousy, má do hmatového centra mozku zavedenou soustavu elektrod jemnějších než lidský vlas.

Elektrody snímají aktivitu nervových buněk, jež obdržely vzruchy ze hmatových vousů, a nervové vzruchy odvádějí do počítače, který vzruchy „přečte“ a přeloží do uměle generovaného vzruchu. Tento vzruch pak putuje do mozku druhého potkana. Zvířete se nikdo nedotýká, a přesto reaguje, jako kdyby ho někdo tahal za vousy.

Telepatičtí potkani

Přenos vzruchů z mozku do mozku dovoluje „telepaticky“ přenášet informace. To se ukáže v dalším experimentu, v kterém je potkan postaven čenichem před štěrbinu. Jak je asi široká? K zodpovězení téhle otázky nepotřebuje zvíře metr. Zjistí to hmatovými vousy.

Otoč se na správnou stranu a oba dva dostaneme odměnu

Otoč se na správnou stranu a oba dva dostaneme odměnu

Z předchozího výcviku potkan ví, že když je mezera úzká, má se otočit doleva. Pokud je široká, měl by se otočit na druhou stranu. Za správnou reakci je odměněn pamlskem. Potkan v sousední kleci žádnou štěrbinu k prozkoumání nedostal. Do jeho mozku se však přenáší impulzy, které zaznamenává hmatové centrum zvířete zkoumajícího škvíru. Potkan tak vnímá měření štěrbiny, i když jeho vlastní vousy nic neměří. Na základě tohoto ryze virtuálního vjemu se má zvíře rozhodnout. Potkan tenhle úkol zvládne. Stačí mu uměle vytvořený vjem vnesený do mozku a otočí se na správnou stranu.

ČTĚTE TAKÉ:

Miguel Nicolelis a jeho spolupracovníci dosáhli ještě lepších výsledků, když po správném rozhodnutí „příjemce“ nervového vzruchu odměnili i „odesilatele“ vzruchu, tedy zvíře, které svými vousy měřilo štěrbinu. Během příštího pokusu se potkan při měření štěrbiny mnohem více soustředil. Vzruchy v jeho mozku byly po podráždění hmatových vousů „ostřejší“ a příjemce vzruchů pak dostával do mozku „čitelnější“ zprávu. Úspěšnost při rozhodování, na kterou stranu se otočit, se výrazně zvýšila.

„Spousta lidí byla přesvědčená, že něco takového nebude nikdy možné,“ říká Miguel Nicolelis o výsledcích pokusů, které zveřejnil přední vědecký časopis Nature Scientific Reports. Pokus fungoval stejně dobře i v případě, kdy se jeden potkan nacházel v laboratoři v USA a druhý v Brazílii – vzruchy mezi nimi putovaly přes internet.

Příslib pro ochrnuté

Už delší dobu probíhá výzkum, který si klade za cíl nastolit plnohodnotnou spolupráci mezi mozkem a nejrůznějšími zařízeními. To je úkolem pro tzv. „brain-to-machine interface“ čili jakési „tlumočníky“ mezi mozkem a strojem. Elektrody snímají aktivitu mozku v příslušném centru a přenášejí vzruchy do počítače, který je dekóduje. Na základě rozšifrované zprávy nervových impulsů pak počítač buď reaguje sám, nebo vydá povel dalšímu zařízení. V Nicolelisově laboratoři tak například dokážou opice ovládat myšlenkami robotickou ruku.

Výsledky výzkumu už nacházejí uplatnění při konstrukci zařízení, jež usnadní život tělesně postiženým lidem. Zařízení označované jako BrainGate dovolovalo kompletně ochrnutému Matthewovi Nagleovi ovládat myšlenkami počítač a jeho prostřednictvím pak například řídit jízdu vozíku, regulovat topení v bytě, rozsvěcet a zhasínat světla, pouštět a vypínat televizi. Elektrody voperované do Nagleova mozku snímaly aktivitu neuronů pohybového centra a převáděly je do povelů pro počítač. Matthewovi stačilo si jen pomyslet, že udělá nějaký pohyb, a počítač na to patřičně reagoval.

Na ořechy s perlíkem

Telepatické zařízení z laboratoře Miguela Nicolelise otevírá celou novou oblast výzkumu takzvaného „brain-to-brain interface“, kde je počítač jen prostředníkem v komunikaci mezi dvěma mozky. Výzkum vydatně financuje armáda.

Generálové už delší dobu spřádají plány na stíhačky, které by pilot ovládal na dálku povely z mozku. Vojáci se zabývají i vizemi bojových jednotek, jejichž velitelé dostávají přímo do mozku aktuální informace včetně satelitních snímků nepřátelských pozic. Vojáci by mohli třeba i v bojových střetech vzájemně komunikovat „myšlenkami“. Velitel by například viděl to, co mají před sebou jeho jednotliví podřízení, a reagoval by i na vývoj situace na místech, která nemá přímo pod kontrolou.

Jak se potkani dorozumívají?

Otoč se na správnou stranu a oba dva dostaneme odměnu. Na tomto principu založili vědci pokus s přenosem myšlenek. Potkan v jedné kleci dostal úkol a správným řešením bylo otočit se vlevo. Přes elektrodu v mozku a internet vyslal tuto informaci do mozku potkana ve druhé kleci, vzdálené stovky kilometrů. Když příjemce úkol splnil, oba dostali pamlsek. Výzkum může pomoci tělesně postiženým lidem, zájem o něj má také armáda.

K realizaci těchto ambiciózních plánů je zatím daleko. K dispozici jsou už sice technologie pro výrobu elektrod, které vydrží v mozku bez poruchy velmi dlouhou dobu, ale vědci stále hledají možnost, jak se použití elektrod zabudovaných do nervové tkáně vyhnout. Šetrnější způsoby snímání nervové aktivity elektrodami napojenými na kůži hlavy ale zatím nedosahují dostatečné rozlišovací schopnosti.

Ještě závažnější překážku pro nástup telepatických vojáků představují velmi omezené znalosti o tom, jaké odezvy vyvolávají v mozku vjemy různých situací. Počítač napodobuje přirozené vzruchy velmi nedokonale. Mezi reálnou odezvou mozku a signálem, jaký vnášejí do mozku elektrody, je asi takový rozdíl jako mezi fotografií a dětskou kresbou.

„Stále ještě rozbíjíme ořechy kovářským perlíkem,“ komentuje současnou situaci Christopher James, který vyvíjí protézy na bázi „brain-to-machine interface“ na britské University of Warwick. Nicméně i James je optimista a věří, že jednou dokážeme přenášet mezi mozky nejen smyslové vjemy, jako je hmatový stimul z vousů na čenichu potkana, ale třeba i abstraktní lidské myšlenky.

Biolog Komárek: Jsme účastníky největšího sociologického experimentu všech dob

Biolog, filozof a autor dvou desítek odborných knih a tří románů Stanislav... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Premium Měsíce trvající pandemie nám převrátila životy naruby. Známý biolog, filozof a autor dvou desítek odborných knih a tří...

Brzy dospěju do bodu, kdy si účet na Facebooku zruším, říká Lucie Výborná

Lucie Výborná | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Premium „Je to hra. Hra, která by měla být přínosná, užitečná, inspirativní,“ říká o své práci moderátorka Českého rozhlasu...

Proč koronavirus už téměř nezabíjí. Vytratí se, nebo se vrátí ještě silnější?

Zdravotník odebírá vzorky pro testování na covid-19 v indické Kalkatě. (23.... | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Premium Koronavirus je záhadný. Nečitelný. I když ho zkoumají ti nejchytřejší lidé, pořád o něm víme málo. Chová se jinak. Je...