Slepí potkani s implantovaným kompasem v hlavě  
Japonští vědci vložili do hlav slepých potkanů zařízení s kompasem a mikrostimulátorem. Potkani si s jeho pomocí obstojně obnovili orientaci v prostoru.



Slepé myši. Kredit: DreamWorks.
Slepé myši. Kredit: DreamWorks.
Vědci jsou jako děti. Rádi si hrají a někdy z toho jsou podivuhodné věci. Yuji Ikegaya z Tokijské univerzity a jeho kolega zkusili implantovat slepým potkanům do hlavy zařízení s mikrostimulátorem a kompasem a pak sledovali, co se bude dít. Ukázalo se, že se potkani sami od sebe naučili zdatně využívat novou schopnost. Navzdory své slepotě, vybaveni tímto implantátem nakonec zvládali probíhat testovacím bludištěm téměř tak rychle, jako potkani s fungujícím zrakem.
Yuji Ikegaya. Kredit: University of Tokyo.
Yuji Ikegaya. Kredit: University of Tokyo.

Nešlo pochopitelně o nějaké samoúčelné frankensteinovské hrátky. Ikegayovi a spol. se povedlo poodhalit úžasný potenciál savčího mozku. Vše nasvědčuje tomu, že savčí mozek je i během dospělosti natolik přizpůsobivý, že zvládne zapojit zcela nové smyslové ústrojí a smysluplně využívat jeho data.


Japonští vědci navíc slepým potkanům nevrátili jenom jejich zrak, ale i smysl vnímat polohu těla v prostředí. V implantovaném zařízení o váze 2,5 gramu propojili digitální kompas se dvěmi wolframovými elektrodami, které potkanům stimulovaly oblasti zrakové kůry v mozku. Zařízení s kompasem bylo pochopitelně vyvinuto tak, aby bylo co nejlehčí a potkanům nečinilo potíž mít ho na hlavě. Při práci ho poháněla nabíjecí i baterie. Když vědci tento implantát připojili k hlavě potkana, tak implantát pohotově detekoval směr, který směřuje hlava potkana. Poté zařízení začalo generovat stimulující elektrické pulsy, jenž udávaly směr, kterým se potkan právě vydal.

Myš s kompasem zapojeným do hlavy. Kredit: Norimoto and Ikegaya
Myš s kompasem zapojeným do hlavy. Kredit: Norimoto and Ikegaya

Ikegaya a spol. cvičili slepé potkany, aby dovedli najít pamlsek v chodbách. Vyzkoušeli je v chodbách rozvětvujících se ve tvaru T a také ve složitějších labyrintech. Potkani se už v průběhu několika prvních desítek pokusů naučili používat implantovaný kompas nalezení správné cesty v bludištích. Ve výkonu při řešení úkolů, v jejich schopnosti navigovat se, i ve vnímání pozice těla v prostředí, se nakonec slepí potkani s implantátem nijak zvlášť nelišili od potkanů vybavených zrakem. Experimentátory očividně šokovala úžasná schopnost potkanů přizpůsobit se novému smyslu a naučit se jej používat během pár dní.
Logo University of Tokyo.
Logo University of Tokyo.

Studie japonských badatelů dává tušit, že by se brzy mohly objevit spousty podobných aplikací. Implantát s kompasem nebo třeba kompas zabudovaný ve věcech osobní potřeby by mohl velmi pomoct slepým lidem. Odvážnější představy počítají s vylepšováním lidských smyslů. Mohli bychom získat schopnost vnímat geomagnetické pole, ultrafialové záření, ultrazvuk a podobně. Ikegaya a spol. se na základě svých výsledků domnívají, že náš mozek nejspíš není využívaný na plnou kapacitu. Zásadně ho prý omezují naše mizerné smyslové orgány. Náš svět je ale přitom velmi pestrý a bylo by fajn ho sledovat co nejširším záběrem smyslů.




Literatura
Cell Press 2. 4. 2015, Current Biology online

Datum: 04.04.2015 13:44
Tisk článku


Diskuze:

Vytížení mozku

Michal Bursík,2015-04-05 17:17:36

Všechno tohle vypadá velmi zajímavě.
Už jsem někde (nejspíš tady) četl o možnosti připojení jakéhokoliv snímače kamkoliv do mozku a ten si pak na signály zvykne a začne je využívat.

Ale také jsem četl, že třeba člověk neandrtálský měl větší oči a lepší zrak než my a proto mu nezbývalo dostatečné množství mozkové kapacity na vývoj a byl tak evolucí vyřazen.

Pokud tedy na mozek připojíme několik dalších snímačů, nepřetížíme ho a nepřipravíme se tak o vlastní intelekt?

Odpovědět


Re: Vytížení mozku

Jirka Král,2015-04-05 17:55:16

To je zajímavá myšlenka, těžko říci jak by se mozek popral s přemírou vstupních informací.

Ale teoreticky to, že čl. neandrtálský využíval větší část mozku na zpracování vizuálních vjemů nemusí znamenat, že když připojíme na sebe další zařízení, že nás to zatíží. Ono to bude také záviset asi na efektivnosti mozku jako takového, schopnost spolupracovat různých center navzájem apod. Mozek neandrtálce mohl být celkově méně efektivní a těžko říct, jestli mu opravdu zraková kůra zabírala více oblasti mozku a pokud ano byl to důsledek toho, že měl větší oči, anebo prostě neměl oblasti spjaté s intelektem a zpracování obrazu se tam "rozrostlo", aby nezůstalo "prázdné místo".

Věřím, že lidský mozek je poměrně plastický stroj, který by mohl být schopen využít již stávajících center pro zakomponování nového, jednoduše se vytvoří nové synapse a možná trochu pozmění stávající, aby jako celek byl efektivní. Ono možná naopak více vstupů by mohlo zapříčinit revoluci. Jsme odkázání na představivost generovanou našimi 5 základními smysly, takové rozšíření vnímání by mohlo vést k hlubšímu chápání vesmíru, přírody, fyziky. S tou integrací jsem to myslel obdobně jako následující příklad: šachoví mistři využívají v mozku gyrus fusiformis (zpracování rozpoznání tváří), jenž u nich zároveň rozeznává vzorce šachovnic a rozestavění figurek.

Nicméně jako největší přínos bych to viděl v oblasti náhrady ztracených/chybějících smyslů.

Odpovědět


Radka Sladká,2015-04-08 08:05:37

Vy to chápete? Podle mě článek dostatečně nevysvětlil jak ten implantát funguje. Takže myš otočí hlavou na východ, to zaznamená kompas a vyšle elektrický impuls do mozku. A když myš otočí hlavu na západ, tak iplnatát vyšle stejný signál, do stejné části mozku? Ale myší mozek identifikuje, kdy ipluls znamená východ a kdy západ? Nechápu.
Takhle mi spíš připadá, že těm myším před pokusem zapoměli ostříhat hmatové vousky.

Odpovědět


Michal Bursík,2015-04-09 00:00:13

Kompas nevysílá pořád stejný signál. Je to jako třeba u telefonu. Zabudovaný kompas vysílá jakési předem definované signály a čip, který je přijímá je vyhodnocuje a reprezentuje přijatá data prostřednictvím střelky vykreslené na displeji.
U těch potkanů je kompas stejný. Jen místo čipu signály přijímá přímo mozek a ten nepotřebuje předem vědět co to je a jak to zpracovat. Mozek se to díky zkušenosti postupně naučí.

Odpovědět


Radka Sladká,2015-04-10 09:24:09

Aha :-) Pořád mi ale připadá, že to dokazuje jen to, že je mozek schopný se učit, což je stará známá věc. A nemusí se dokazovat. Asi jako kdyby místo elektrických impulsů do mozku myšku různým způsobem tahali za ocásek a ona se naučila, že když tahají rychle a lehce tak je to na východ a když pomalu a větší silou, tak na západ. Nebo ty elektrické ipulsy byly tak slabé, že je svými běžnými smysly nevnímala ?

Odpovědět


Roman Horváth,2015-04-12 20:13:02

Ja to chápem tak, že je to o „prenosovej rýchlosti“ a s tým súvisiacim reakčným časom. Keby som bol slepec a keby ma niečo prislúchajúcim spôsobom hladkalo na koži, dokázal by som sa naučiť spracúvať tieto signály a časom by som možno reagoval relatívne rýchlo, ale stále by to bolo len hladkanie na koži, ktoré by najskôr muselo doraziť do mozgu, do vedomia a až potom byť spracované… Ale keby sa mi v mozgu okamžite objavovali „pocity“, ktoré niečo signalizujú (i keď by to bolo spočiatku neznáme), tak by podľa mňa bol reakčný čas omnoho kratší (po tom, čo by som sa to naučil spracúvať)…

Odpovědět


Radka Sladká,2015-04-13 09:45:33

Taky si myslím ,že pro slepé lidi by byl takový implantát pomoc. Jenom se mi tak úplně nezdá, že implantát funguje tak, jak si tvůrci experimetu představují.

Napadlo mě, že myš různé druhy signálu z kompasu rozliší pomocí svých běžných smyslů. Třeba cítí bolest, nebo brnění nebo tak něco. Vím, že je možné ovládat protézy pomocí impulsů vycházejících z mozku. ALe že by to šlo i opačným směrem? Že by lidi byli schopní dodat do mozku umělý signál, tak aby mu mozek rozuměl?

Mám pocit, že signál z kompasu není jeho řeč. Jak mu může rozumět? Asi jako když do nějákého sofwtwaru náhodně někam vložíte "jedničku a nulu". Vytvoříte akorát chaos.

Odpovědět

...

Jan Kment,2015-04-05 12:12:24

...a pak že nám v tom středověku nebylo líp!

Odpovědět


???

Jirka Král,2015-04-05 13:26:41

O čem to hovoříte? Nespletl jste si web?

Odpovědět


????

Jan Kment,2015-04-05 23:08:11

Nakonec, asi budete mít pravdu, lidi co nechápou nadsázku bych tu skutečně nečekal...

Odpovědět


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace