Biokybernetika Hranice lidskosti

1. BiokybernetikaHranice lidskosti Jan Cabrnoch, Olga Hájková, Jaroslava Štefánková http://www.cyber.reading.ac.uk

2. Čím vás dnes budeme nudit • Úvod – proč jsme si zvolili právě toto téma a o čem to celé bude • Opěrná a pohybová soustava • Transplantace orgánů – částečné a úplné náhrady • Nervová soustava - možnosti a zamyšlení • Závěr – co přinese budoucnost nám nebo našim dětem? Stane se mechanické vylepšování člověka standardem?

3. Proč právě biokybernetika? • Bionika- biokybernetika - biorobotika • Dynamicky se rozvíjející věda • Téma filosofických diskusí • Nebezpečí nového druhu sociální stratifikace

4. Náhrady nohou • Snadnější než náhrady nohou • Téměř 'dokonalé' náhrady • Díky možnosti připojení k existující kostře mohou být tyto náhrady těžší – možnost použití klasických akumulátorů k napájení http://www.abc.net.au/southeastsa/stories/s1126942.htm

5. Náhrady rukou • Moderní náhrady lze ovládat pomocí napojení na existující nervové dráhy, nebo pomocí ovládacího čipu implantovaného přímo do mozku shl.stanford.edu:3455/TenThings/493

6. Problémy náhrad • Hlavním problémem jsou energetické zdroje • Nevyhovující parametry 'umělých svalů' – nutno řešit servomotory nebo hydraulikou http://frontweb.vuse.vanderbilt.edu/vuse_web/facstaff/GoldfarbSpotlight.htm

7. Vývoj do budoucna • Energetické problémy začínají ustupovat do pozadí – nástup nové generace materiálů • US Army vydala během dvou let několik miliard dolarů k výzkumu fukčních náhrad rukou. • Stejně tak si 'vypůjčila' odborníky z jiných projektů – Zvláště cenným přínosem byly zkušenosti týmů zabývajících se výzkumem exoskeletu • Během několika let by se měly projevit výsledky tohoto výzkumu

8. Možnosti Pokud vyřešíme problém s energií, pak je již jen otázkou několika hodin nad kreslícím prknem, než vznikne 'superruka' dosahující až desetinásobku lidské síly. A to při zachování velké části tlakové a teplotní citlivosti. Nechali byste si při takové vyhlídce vyměnit tu vlastní?

9. Umělé srdce Zdroj: Reuters • Náhrada z Titanu a plastu • Externí napájení • Abiocor – v klinických testech • Již bez externího napájení • Plně nahrazuje orgán • Pacient s implantátem Abiocor žil 17 měsíců • Zemřel na opotřebení membrány

10. Plicní náhrada • Nová plně funkční náhrada • Ovládaná a napájená srdcem • Klinické testy dokončeny • 2007 první pacienti s plicní náhradou Zdroj: www.avicenna.cz

11. Umělý žaludek • První umělý žaludek • Dokonale napodobuje chemické procesy během trávení • Částečně simuluje fyzikální procesy – rozmělnění potravy, stahy, zvracení… • Lze jej „krmit“ běžnou stravou • Zatím nelze pro transplantaci využít Zdroj:mamashealth.com

12. Kochleární implantát • Zdroj: www.ckid.cz/kochimp.asp • Bionické náhrady sluchu patří k nejpropracovanějším a nejužívanějším • Kochleární implantát nahrazuje sluchový orgán a napojuje se přímo na sluchový nerv • zvuk – digitální signály – vysílací cívka – implantát – el. Impulzy – sluchový nerv - mozek • Hi-fi kochleání implantát – téměř dokonalá náhrada sluchu – 2008-2009

13. Oční implantáty – umělé oči • Pokud není poškozen oční nerv – implantát je umístěn na sítnici • Obraz snímá CCD kamera • Náhrada nemocné sítnice – mikročip napájený miniaturními fotočlánky • Pokud je poškozen oční nerv – kortikální implantáty • Stimulují přímo centra zraku v mozku • metoda je v experimentálním stádiu www.visusoptik.cz/img/mereni/oko.gif

14. Dialýza – ledviny a játra • Externí dialýza ledvin • První přístroj již roku 1940 • Zatím není možnost plnohodnotné náhrady • Externí dialýza jater • 1999 – Chicago – první přístroj, který dokázal nahradit činnost jater • 2006 – poprvé použit v ČR Zdroj: www.bbraun.cz

15. A další…… • Slinivka – voperovaný inzulínový dávkovač • Krev – ve formě kapslí rozpustných ve vodě – syntéza z červených krvinek člověka (případně jiného savce) • Střeva – zatím jsou k dispozici pouze polofunkční náhrady Zdroj: commons.wikimedia.org

16. Kde je hranice pokroku?

17. Parkinsonova nemoc • Jedná se o degradaci nervových buněk produkujících dopamin. • Dopamin je neurotransmiter, který je potřeba k přenosu impulsů pro pohyb. • Lidé postižení touto chorobou tudíž mají velké problémy s pohybem. • Nemoc je doposud nevyléčitelná. • V devadesátých letech se vědci a doktoři snažili přijít na způsob jak lidem implantovat nervové buňky produkující dopamin.

18. Nervové buňky • V roce 1988 se uskutečnila první transplantace plodových nervových buněk produkujících dopamin. • Zjistilo se, že tyto buňky by mohli pomoci v léčbě Parkinsonovy choroby. • V roce 1995 začal první experiment. 20 lidem byly implantovány tyto nervové buňky. U 85% pacientů se ukázalo, že implantované nervové buňky plní svoji roli a produkují dopamin. • Avšak u části pacientů buňky produkovali více dopaminu než pacienti potřebovali.

19. Mozkové implantáty • Vědci se snaží zdokonalit způsoby ovládání strojů myšlenkami • Implantovaný čip je naděje pro všechny postižené lidi • Slibuje také obrovské možnosti do budoucna (nebaví vás psát na klávesnici?)

20. krásný? víceúčelový? prakticky nesmrtelný? schopný sebekontroly? Jaký bude člověk v budoucnosti? • silný? • rychlý? • s dokonalou pamětí? • nezničitelný?

21. Budeme ještě lidmi pokud... • budeme mít kontrolu nad emocemi? • budeme schopni ovládat pochody v našem těle? • 80% či více procent našeho těla bude nahrazeno?

22. Zamyšlení • Představte si, že vedle vás stojí robot s lidským vědomím, jak byste se k němu chovali? • Nebo umělá bytost v podobě člověka, která z těchto dvou možností by pro vás byla přijatelnější?

23. Děkujeme za vaši pozornost Doufáme, že jsme vám dali téma, nad kterým můžete chvíli hloubat a že o něm budete diskutovat dál i s dalšími lidmi. Pokud vás toto téma zaujalo a máte další dotazy, rádi vás přivítáme na pokračování naší diskuze v posterové sekci.

24. Zdroje • “Fetal Brain Cell Transplants Benefit Some Parkinson's Patients“, University of Colorado at Denver and Health Sciences Center, Březen 2001 • http://www.newswise.com/articles/view/?id=CELLTX.CLM • „On The Brain“, The Harvard Mahoney Neuroscience Institute http://neurosurgery.mgh.harvard.edu/Functional/oisacson.htm, 1994 • „Wikipedia, The free encyclopedia“ http://wikipedia.org • „Medistyl Spol. s.r.o. http://medistyl.cz, Březen 2007 • “Kochlear, webík s vypnutým zvukem”, Ladislav Kratochvíl http://www.kochlear.cz/, Březen 2007 • “Vanderbilt school of engineering” http://frontweb.vuse.vanderbilt.edu • “Michael Shanks – Brief history of the artificial Arm” http://shl.standford.edu, Březen 2007