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

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?

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

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

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

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

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

Nechali byste si při takové vyhlídce vyměnit tu vlastní? 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?

Umělé srdce 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 Zdroj: Reuters

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

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

Kochleární implantát 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 Zdroj: www.ckid.cz/kochimp.asp

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

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

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

Kde je hranice pokroku?

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.

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.

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?)

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

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

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?

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.

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