"Proszę spojrzeć na telefon. Przecież komórka już stała się częścią ciała. Mózg włącza ją w swoje spektrum. Również każdą protezę mózg uważa za część ciała. Jeśli jest funkcjonalnie przydatna, to czemu nie?" - mówi w rozmowie z Portalem MP.PL prof. Niels Birbaumer z Uniwersytetu w Tybindze (Niemcy), lider w dziedzinie rozwijania interfejsów mózg-komputer.
Prof. Niels Birbaumer. Fot. klatka z nagrania telewizji ARD
Katarzyna Siwiec: W jaki sposób człowiek zamknięty w ciele może komunikować się ze światem?
Prof. Niels Birbaumer: To temat moich naukowych dociekań od 40 lat. Kiedy ciało jest całkowicie sparaliżowane, a pacjent jest w pełni świadomy (stan taki nazywamy zespołem zamknięcia, ang. locked-in syndrome), to chyba najbardziej dramatyczna sytuacja, w jakiej może znaleźć się człowiek. Mamy tylko mózg, ciało jest zupełnie odłączone. Na szczęście, osoba w tym stanie, w większości przypadków może poruszać oczami, choć nie zawsze musi tak być. Jeśli można ruszać bodaj jednym mięśniem, to można osiągnąć bardzo dużo. Za pomocą ruchu oka, np. w prawo lub w lewo, można mówić „tak” lub „nie”.
Właśnie tak porozumiewa się Stephen Hawking?
Nie jest to typowy przykład locked-in. Jeśli chodzi o Hawkinga, to jeszcze nie tak dawno poprzez nieznaczne ruchy palca wybierał litery za pomocą przełącznika. Jednak obecnie jego ręka jest już zupełnie sparaliżowana. Działa jeszcze jeden z mięśni jego twarzy, Hawking może też poruszać oczami. Ale, jak powiedziałem, jeśli działa chociaż jeden mięsień, to możemy dużo.
Co zadecydowało, że pan jako psycholog, 40 lat temu, zajął się interfejsami?
Ciekawił mnie sam proces uczenia, jak to odbywa się w mózgu. Potem zacząłem się zastanawiać, w jaki sposób można zastosować zasady uczenia się do przezwyciężania skutków, jakie wywołują konkretne choroby, np. wylew czy paraliż, a także choroby psychiczne. Fascynowało mnie, co się dzieje, gdy ludzie nauczą się bardziej świadomie kontrolować swój mózg.
Przerażają mnie wizje człowieka okablowanego. Czy umieszczenie elektrody w mózgu nie grozi jakąś infekcją?
Tylko w ekstremalnych przypadkach wkładamy elektrody do wnętrza mózgu. To niebezpieczne, bo istnieje ryzyko infekcji. Mózg rozwija komórki wokół elektrod, które są przecież ciałami obcymi i mogą wtedy funkcjonować niewłaściwie. Ale mamy w tej chwili pacjentów z elektrodami w mózgu od pięciu lat i nic im nie dolega. Jak powiedziałem, rezerwujemy tę ewentualność dla wyjątkowo trudnych przypadków, kiedy nie ma innych szans na powodzenie terapii.
Czy możliwe jest sterowanie myślą, bez udziału elektrod? Bez żadnego fizycznego oprzyrządowania?
Elektrody, umieszczone najczęściej blisko głowy pacjenta, są niezbędne. Można też stosować ich wariant magnetyczny.
Kiedy nauka odkryła, że komputer może w ten sposób pomagać człowiekowi? 40 lat temu, kiedy zaczynał się pan tym interesować, to jak było?
To się wtedy zaczynało. By komputer mógł wspomagać mózg, musi być szybki. Nagrywamy aktywność elektryczną, która jest przecież bardzo szybka. Komputer musi przekazać myśl pacjenta, niemal w momencie jej powstania. Pacjent myśli: „tak” i komputer musi natychmiast ten sygnał rozpoznać.
Ile chory potrzebuje czasu, żeby się tego nauczyć? To wymaga chyba sporej koncentracji?
Nie potrzeba dużo czasu. Zadajemy kilkaset pytań, np. o imię, wiek, itd. Pacjent odpowiada „tak” lub „nie”. Analizujemy te odpowiedzi i jeśli mamy 70% trafności, rozpoczynamy zadawanie innych pytań.
Czy pracuje pan też z osobami, które uczą się poruszać po wylewie?
Owszem. To działa tak, że pacjent umieszcza rękę w urządzeniu i myśli o ruchu. Jeśli robi to prawidłowo, urządzenie porusza ręką. Do przodu, w tył, w prawo, w lewo. Nie możemy zrobić więcej. Pacjent myśli, że chce poruszyć ręką i widzi efekt tej myśli. Mózg przez to uczy się, że jego komenda została zrealizowana, że myśl spowodowała konkretny ruch. To aktywuje fragment mózgu uszkodzony w wyniku wylewu. Po treningu, po tysiącach powtórzeń, (co oczywiście zajmuje mnóstwo czasu), pacjent jest już w stanie wykonać dany ruch samodzielnie, bez maszyny wspomagającej. To dobry moment na rozpoczęcie treningu fizjoterapeutycznego.
A co z osobami po amputacjach, które uczą się poruszać sztuczną kończyną?
To zupełnie inna sprawa. Po amputacji inne mięśnie dalej funkcjonują, więc żeby poruszać np. ręką czy nogą wystarczy aktywować odpowiednie grupy mięśni, które uruchamiają protezę. Dużo łatwiej oprzeć się na działającym mięśniu.
Moim zadaniem jest jednak praca z osobami, u których impulsy wychodzą bezpośrednio z mózgu (locked-in). W przypadku osób sparaliżowanych, kiedy niezbędne są elektrody, pacjent myśli np. o jednym z palców i właśnie ta jego myśl aktywuje ruch palca. Tworzony jest impuls elektryczny, który powoduje ruch. Dzięki temu unikamy zaniku mięśni, bo przez wiele, wiele powtórzeń one się aktywują. Później można już wyjąć elektrody z mózgu, bo pacjent jest w stanie wykonać ruch samodzielnie. Myśli o ruchu, aktywuje mięsień i ruch się pojawia.
Jak zregenerować przerwany rdzeń kręgowy?
Zaawansowane badania prowadzone są w Japonii. Polecenie z mózgu wędruje do stymulatora w rdzeniu kręgowym. I znowu rdzeń kręgowy się uczy, bo mózg myśli o ruchu. To chyba najbardziej obiecująca, przyszłościowa metoda. Ale rdzeń uczy się niezmiernie powoli.
Trwają badania nad sztucznym wzrokiem, przywraca się utracony słuch. Czy człowiek już stał się taką biologiczno-elektroniczną hybrydą?
Proszę spojrzeć na telefon. Przecież komórka już stała się częścią ciała. Mózg włącza ją w swoje spektrum. Również każdą protezę mózg uważa za część ciała. Jeśli jest funkcjonalnie przydatna, to czemu nie? Nie sądzę, by był to jakiś problem osobowościowy, czy też na naszych oczach tworzyłby się jakiś nowy typ człowieka. Nie oddajemy przecież maszynom, wbrew wizjom literatury science-fiction, naszej świadomości. Tyle rzeczy przecież używamy, są częścią naszego codziennego życia. Czyli: komórka, pompa insulinowa, sztuczna zastawka czy proteza, to część konkretnego człowieka.
Rozmawiała Katarzyna Siwiec, współpraca: Eliza Wlazło, Michał Ślęzak
Rozmowa została przeprowadzona podczas IV edycji konferencji Neuronus IBRO & IRUN Neuroscience Forum (Kraków, 2015)
