Lenost a bažení po technologiích dožene lidstvo k mozkovým čipům

Ovládat kurzor na obrazovce pomocí mysli, stejným způsobem vytočit telefonní číslo nebo i realizovat pros­pěšnější pomoc. Třeba umožnit ochrnutým chodit, slepým alespoň částečně navrátit zrak a závislé zbavit jejich škodlivého bažení. I to by v relativně blízké budoucnosti mohly umět mozkové čipy. „Jsem si ale jist tím, že se ještě hodně dlouho nestane, pokud vůbec někdy, že bychom dokázali jejich prostřednictvím číst myšlenky,“ říká neurochirurg Ondřej Bradáč, který na druhou stranu v technologiích vidí naději zejména pro stárnoucí populaci.

Americká firma Neuralink Elona Muska má za sebou první implantaci mozkového čipu člověku. Jaká byla vaše reakce, když jste se to dozvěděl?

Řekl jsem wow, protože to vypadá, že jsou na správné technologické cestě. Musk přišel s myšlenkou, která je odlišná od současných stimulátorů. V současnosti umíme stimulovat neurony v mozku. Jsme schopni vzít elektrodu a zasunout ji hluboko do mozku do předem definovaných míst. Tohle je přelom sedmdesátých, osmdesátých let. Jsme schopni u elektrody, která má čtyři, šest nebo osm kontaktů nad sebou, vybírat, jaký kontakt bude jak moc stimulovat. Skvělých výsledků díky tomu dosahujeme u parkinsoniků, kterým takto pomáháme výrazně zmírnit třes, nebo u epilektiků k bránění rozvoje záchvatu. Současné stimulátory se navíc mohou implantovat i u pacientů se závislostmi, depresemi, s obsedantně kompulzivní chorobou a podobně.

V čem je tedy odlišná technologie Elona Muska?

Elektrody, o kterých jsme mluvili, jsou milimetr, milimetr a půl široké a zasuneme je do hloubky mozku, podobně jako kdybyste do něj strčili klacek. Představte si malý neuron sedící v mozku, kolem kterého projde telegrafní sloup. Je zřejmé, že poté, co započneme se stimulací, jsou drážděny i neurony okolní. Muskův čip je velký přibližně palec na palec a na sobě má několik set droboulinkých uzoučkých elektrod vypadajících jako lidský vlas. Každá z elektrod má na sobě mnoho kontaktů. Musk má tedy relativně malý čip se spoustou nožiček, pečlivě vybere místo na kůře mozku a do něj pomocí robota zasune jednu elektrodu za druhou. Díky tomu je hustota signálu, tedy pokrytí jednoho místa, nepochybně detailnější, než by šlo získat z jedné elektrody s pár kontakty.

Musk navíc tvrdí, že s tímto čipem je schopný snímat akční potenciál jednotlivých neuronů. Jestli to je pravda, nebo ne, nevím a přiznám se, že jsem k tomu trošku skeptický. Neumím si totiž příliš představit, co potom dělá s informací, že právě u tohoto neuronu zrovna proběhl akční potenciál.

V mozku je přibližně 90 miliard neuronů. Snímána je tedy pouze nepatrná část?

Ano, dle publikovaných článků čip Elona Muska získává velmi dobrý a velmi hustý signál z jednoho místa mozkové kůry, o zbytku žádné informace nemá. Jinými slovy, technologie je schopna pokrýt a číst velmi dobře informace z oblasti mozku, na které zrovna leží čip.

Ve chvíli, kdy budeme mozkové čipy používat k léčení pacientů, budeme přesně vědět, do jaké části mozku čip aplikovat?

Je mnoho funkcí, které mají konstantní umístění v mozku, jako zrak nebo motorika. U nich přesně víme, kam čip umístit. Muskův první pacient ho má uložený v suplementární motorické arei, ve které se plánuje pohyb. Technologie ze signálu získává informaci o tom, co člověk plánuje udělat a eventuálně jakým způsobem to provést. Díky tomu dokáže Muskův pacient ovládat myšlenkami kurzor pohybující se po obrazovce. Tohle ale už dokázali opičáci před deseti dvaceti lety. Stejným způsobem, ale samozřejmě jednodušší technologií. Pokud by takovouto technologicky skvělou věc používal jen na to, aby hýbal kurzorem, byl by to z klinického hlediska jen malý úspěch. Otázkou tedy je, jak bude schopen signál dál rozklíčovat. A potom to může skončit lépe než pohybem kurzoru. Třeba tím, že pacient, který nemůže chodit, udělá krok vpřed.

Jak si udržet mozek v kondici? Jednoduše mu dávejte, co potřebuje, a neotravujte ho.

Jsme ještě daleko od fáze rozchodit pomocí čipů ochrnuté nebo vrátit zrak nevidomým?

U zraku jsme jistě daleko od fáze, aby nás pacient viděl, stejně jako my teď vidíme sebe. Na druhou stranu vizuální kortext je umístěn ve velmi typickém místě, takže pomocí kamery, jež bude překládat obraz do kódu, kterým bude Muskův čip stimulovat zrakovou kůru u pacienta, jenž přišel o oči při úrazu, může takový pacient vidět světlo, stín, eventuálně překážku. Ale že by viděl dokonale, to určitě ne.

A dokáže rozpohybovat pacienta?

Velmi pravděpodobně bude Musk do budoucna schopen přečíst záměr udělat krok. Koho ale budeme chtít rozchodit? Nejčastěji budete chtít rozchodit člověka s poraněním míchy, to znamená někoho, kdo má samotnou pyramidovou dráhu přeťatou. A pokud je mícha přeťatá po traumatu nebo důsledkem nádoru, bude nám scházet ten druhý stimul pod tou přeťatou úrovní. Ale i to se dá dohnat stimulací. To znamená, umíme si představit a určitě k tomu dojde, že ze signálů v mozku přečteme, že pacient chce udělat krok. Pak řekneme efektorové elektrodě, která leží někde na míše, aby zastimulovala přesně na těchto a těchto místech, a pacient udělá krok. Tohle si umím představit velmi dobře a k tomu umělá inteligence a technologie jistě spějí.

Jak je složité vložit do mozku stimulátor nebo čip? Jedná se o komplikovaný zákrok?

U čipu nevím, zatím byla operace jen jedna, dělal ji robot, a když se podíváte na YouTube, vypadá to celkem banálně. Ale teď vážně, způsob, jak dostat něco velmi přesně do mozku po nějaké přímé trajektorii, je dobře popsán a znám. Samozřejmě že existují pacienti se specifickým tvarem mozku, ale obecně dostat elektrodu kamkoli do mozku náročné není. U implantace několika set droboučkých elektrod najednou je to jiná písnička a jistá úroveň automatizace bude nezbytná.

Jaká jsou rizika zákroku?

Vždycky, stejně jako u každého jiného zákroku, tu budou chirurgická rizika. Jestliže někomu implantujete něco do mozku, můžete trefit malou cévku, která může udělat velkou neplechu, zvláště když se elektrodu snažíte dostat do hlubokých struktur. To samé platí v případě, kdy rozpícháte suplementární motorickou areu stovkami tenkých elektrod, byť prostřednictvím robotické technologie. Existuje také určité riziko infekce, stejně jako u každého jiného zákroku. Co se týče spolehlivosti samotného implantátu, troufám si říct, že s takovým množstvím certifikací, které získal, je dostatečně spolehlivý.

A co se týká baterie?

Desítky let se implantují kardiostimulátory a slyšela jste někdy o lidech, kteří by zevnitř shořeli, protože jim vyhořela baterka?

Jaká bude budoucnost mozkových čipů? Budeme je mít skoro všichni v hlavě a budeme jimi ovládat kurzory?

Já jsem přesvědčen, že ano. Tahle doba nepřijde hned, ale jednou přijde určitě. Stejně jako máme chytré hodinky, které se kámoší s naším mobilním telefonem a na kterých čteme SMS, protože už nechceme dělat „neuvěřitelně složitou proceduru“ jako vyndat mobil z kapsy, odemknout ho a zmáčknout ikonu zprávy. Takhle naše lenost a bažení po technologiích dožene lidstvo k mozkovým čipům.

V podstatě je to logické, bude to relativně bezpečné a umožní nám to ovládat myšlenkou spoustu věcí – milý koši, sám se vyprázdni, kurzore, otevři mi konkrétní soubor v dokumentech, robote, vytoč mi mámu s tátou. Tohle bude pro lidi zajímavé a půjdou do toho spontánně.

Co čtení myšlenek?

Jsem si jist tím, že to se ještě hodně dlouho nestane, pokud vůbec někdy, protože získat komplexní informaci z asociativní kůry, které vůbec nerozumíme, to bychom opravdu museli mít celý mozek prošpikovaný elektrodami a museli bychom mít obrovsky silné počítače, které by dokázaly online dešifrovat signály z miliard neuronů, z nichž každý může mít desítky tisíc synapsí. Představa, že máme superpočítač, který nám ze všech těchto dat dokáže rekonstruovat myšlenku, to je něco, co nám opravdu v dohledné době nehrozí.

Vynes koš, zavolej rodičům. To jsou spíše takové „hračky“. Co ostatní oblasti jako závislosti a podobně? Bude díky mozkovým čipům najednou lidstvo bez závislostí, psychických problémů a budeme všichni hubení?

To je samozřejmě hezká představa. Vzpomněl jsem si na knihu Zabte ošklivé, kterou napsal Boris Vian. Skvělá americká detektivka, kam na ostrov, na kterém byli všichni nádherní a dokonalí, na konci přijeli ti oškliví a krásné ženy se vrhaly na ně, protože pro ně byli zajímaví. Ale to jen tak na odlehčení. Přiznám se, že nemám tak velkou fantazii, abych věděl, co všechno bude možné. Ale že se ohromným způsobem rozvinou neuroprotézy, že budeme schopni některé pacienty rozchodit, že některé zbavíme psychických nebo neurologických onemocnění a že budeme čipy léčit závislosti, tím jsem si jist. Na druhou stranu to rozhodně nebude levná záležitost. Jen simulátory, které dnes máme, vyjdou na milion, milion a půl korun.

Bude někdy mozek operovat už jenom robot?

Mozek je relativně složitá struktura a dostat se do některých míst, ve kterých jsou velmi úzké koridory, je komplikované. Takže pochybuji, že by někdy existoval autonomní robot, který by dokázal vyndat například meningeom. Ale že bude operatér ovládat jemného robota typu Da Vinci, to určitě jednou možné bude.

Existují dva stejné nádory?

Stejné ne, ale typicky podobné ano. Když řešíme určitý typ nádoru a v určitém umístění, přistupujeme k němu v zásadě rutinně. Víme, jaký postup je nejlepší.

Zvyšuje se počet nádorů mozku a někteří to přikládají vyzařování z mobilních telefonů. Co si o tom myslíte?

Tohle je věc, která byla dlouze a opakovaně studovaná, a pokud vím, nikdy nebylo nic takového jednoznačně potvrzeno. Mobilní telefony, jako zdroj záření, máme sice dlouho v blízkosti hlavy, na druhou stranu elektromagnetické vlnění je v zásadě všude, kde se pohybujeme a nevyhneme se mu.

Jaká onemocnění jsou teď na vzestupu?

Stěžejní je nárůst demencí. Všechny Alzheimer iniciativy bijí na poplach, protože populace stárne a Alzheimeru neunikne. Pro nás neurochirurgy stárnutí populace znamená, že se musíme učit přistupovat jinak ke starším pacientům. Abych nebyl špatně pochopen, my se samozřejmě vždy budeme starat o každého pacienta, ale před dvaceti lety jsme sedmdesátníka automaticky považovali za starého. Řešili jsme, jestli má smysl vyoperovat jeho benigní nádor, protože jsme brali v potaz, že je pacient relativně starý, nádor poroste pomalu a v tuhle chvíli mu nevadí. Tohle vnímání se teď posouvá a sedmdesátka není žádný limit. Na pacienty se učíme nahlížet jinak a i se seniorními řešíme nemoci, které bychom dříve řešili častěji konzervativně jako degenerativní onemocnění páteře nebo benigní nádory mozku.

Má vliv na degenerativní onemocnění páteře i náš životní styl?

Stoprocentně, pro páteř je důležitý zdravý životní styl, smysluplně nízký BMI, dostatečně vyvinutý svalový korzet. Neříkám, aby každý byl kulturista, ale je důležité pravidelně sportovat a udržovat si rozumnou váhu. Dbát na to, abychom neseděli zkroucení v křesle nebo u počítače s předkloněnou a předsunutou hlavou mnoho hodin. Ukažte mi ale člověka, který je schopen tohle všechno dodržovat.

Jak vypadají páteře těch, kteří jsou pořád u počítače?

Na to se nedá jednoznačně odpovědět, ale v zásadě na jejich krční i bederní páteři probíhají degenerativní změny, které mají za následek výhřezy plotének, změnu postavení obratlů a podobně.

Operujete již dvacet let, když se podíváte na váš obor z pohledu technologií, jak se za tu dobu neurochirurgie změnila?

Technologie bych nesunul na první místo. Změnilo se hlavně naše uvažování a kromě neurochirurgie se ohromným způsobem rozvíjí i ostatní obory, které s námi spolupracují, od onkologie po radiodiagnostiku. Díky tomu máme podstatně více informací před samotnou operací, které nám pomáhají rozhodnout se, zda a jak operovat.

Inovace ve zdravotnictví

Stáhněte si přílohu v PDF

Co se týče technologií na sále, máme například k dispozici fluorescenční mikroskopy, ve kterých vidíme osvícené maligní buňky, jsme schopni online zobrazit cévy a díky vývoji navigačních přístrojů už chirurg ani nemusí zvednout oči od mikroskopu, protože v něm vše podstatné vidí. Také dokážeme stimulovat mozek v průběhu operace, vidět, jestli jsme na funkčně významných oblastech. I když se technologie posouvají, dominantní roli stále hraje operatér, on je ten, který sedí na sále a rozhoduje, jestli ještě bude pokračovat v bezpečné resekci, nebo už to stačí.

Pojďme zapomenout na technologie, jak udržet mozek co nejdéle v kondici?

Zdravá strava, dostatek odpočinku.

Je to tak jednoduché?

Je to tak jednoduché. A pokud možno čtení pozitivních zpráv, a když ne pozitivních zpráv, tak romantických románů. Samozřejmě nemyslím červenou knihovnu. Prostě pozitivní myšlení a nestresovat se. Všechny hlavolamy, sudoku… sama jste to říkala, v mozku máme 90 miliard neuronů, každý z nich má tisíce spojení s dalšími neurony a teď si představte, že tady ten kolos budete nějakým způsobem vybrušovat tím, že luštíte křížovku. Neblázněte, to ne. Jednoduše dávejte mozku, co potřebuje, a neotravujte ho.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Inovace ve zdravotnictví.