Rozpłakałem się, gdy zrobiłem to pierwszy raz. Po 11 latach mogłem znów zgiąć nogę w kostce, której wcześniej po prostu nie miałem” – mówi Gudmundur Olafsson. Jest jednym z dwóch ludzi na świecie, którzy testują nową protezę stopy. Wcześniejszy model pozwalał na chodzenie, automatycznie dopasowując zgięcie w sztucznym stawie do sytuacji. Nie było to jednak naturalne dla organizmu – Gudmundur Olafsson chodził przekrzywiony, oszczędzając nogę z protezą i nadmiernie przeciążając drugą. Teraz już nie musi tego robić. Nową protezą steruje za pomocą własnych mięśni – niemal tak, jakby była prawdziwą stopą.
Podobnie poruszony jest Les Baugh, który w młodości stracił w wypadku obydwie ręce na poziomie stawów barkowych. Niedawno przeszedł operację na Johns Hopkins University, dzięki której zakończenia jego nerwów zostały połączone z nowatorskimi protezami. Sztuczne ręce pozwalają nie tylko na chwytanie różnych przedmiotów i manipulowanie nimi. Są też pokryte setką sensorów, dzięki którym pozwalają na wyczuwanie np. faktury dotykanych powierzchni.
„Technologia nabrała ogromnego przyśpieszenia. Dzięki niej będziemy mogli złagodzić, a w końcu wyeliminować cierpienia ogromnej części ludzkości, która dotknięta jest jakąś formą niepełnosprawności” – mówi prof. Hugh Herr, szef laboratorium biomechatroniki na Massachusetts Institute of Technology. Technologie te potrafią zresztą nie tylko przywracać normalne działanie ciała, ale i zwiększać jego możliwości, przekraczając naturalne ograniczenia. „Rewolucja technologiczna oznacza nie tylko koniec niepełnosprawności. To także śmierć »normalności«. Ulepszanie własnego ciała w niedalekiej przyszłości będzie formą sztuki, polem do popisu dla kreatywności” – wyjaśnia prof. Herr.
Protezy: które nogi założysz dziś?
Sam zresztą dobrze o tym wie, ponieważ jako nastolatek stracił obie nogi. „Dziś nie uważam tego za kalectwo. Owszem, moje protezy były kiedyś ciężkie i niewygodne. Dziś jednak są już tak dobre, że zastanawiam się, czy nie amputować sobie rąk, by zastąpić je mechanicznymi” – mówi uczony.
To szokujące wyznanie przestaje dziwić, gdy przypomnimy sobie karierę biegacza Oscara Pistoriusa. Startował na paraolimpiadach, bijąc rekordy szybkości dzięki sprężystym, wygiętym protezom podudzi i stóp. Przez lata nie pozwalano mu na udział w zawodach dla pełnosprawnych. Międzynarodowe Stowarzyszenie Federacji Lekkoatletycznych obawiało się, że lekkie sztuczne nogi dadzą Pistoriusowi niesportową przewagę nad innymi biegaczami. Gdy wreszcie dostał zgodę, okazało się, że obawy były nieuzasadnione. Pistorius nie wygrał na lekkoatletycznych mistrzostwach świata w 2011 r. ani rok później na igrzyskach w Londynie. Udowodnił za to, że może biegać równie dobrze jak zawodnicy ze światowej czołówki.
Protezy przestały być czymś wstydliwym także w innych dziedzinach. Pokazują się w nich sportsmenki, tancerki czy modelki. Najbardziej chyba znana z nich to Aimee Mullins, która chwali się, że ma kilkanaście par nóg do wyboru. Część do złudzenia przypomina naturalne części ciała, inne – kompletnie nie. „Jedne są dobre do biegania czy pływania, inne do codziennego użytku, bo dobrze absorbują wstrząsy. Mam też nogi »wieczorowe«, dostosowane do butów o różnej wysokości obcasa” – wyjaśnia Aimee Mullins. Dziś bez problemu można zamówić protezy przypominające wyglądem element robota, ażurowe albo artystycznie zdobione.
Problemem nadal pozostaje cena. Bioniczne ręce Lesa Baugha są warte pół miliona dolarów, a konstruktorzy sami przyznają, że model dostępny w sprzedaży powinien być co najmniej 10-krotnie tańszy. Gudmundur Olafsson chodzi na swojej nowej stopie od roku, ale nie wiadomo jeszcze, kiedy inni niepełno-sprawni będą mogli kupić coś takiego. Jednak i tu technologie zmieniają reguły gry.
Przykładem może być projekt Limbitless Solutions, prowadzony przez Alberta Manero, doktoranta na University of Central Florida. Dzięki technologii druku 3D potrafi on wyprodukować nowoczesną protezę ręki kosztującą kilkaset dolarów, a nie kilkadziesiąt tysięcy. I nie jest to wcale produkt drugiej kategorii. Jedną z takich protez dostał niedawno siedmio-letni Alex Pring.
Urządzenie do złudzenia przypomina fragment zbroi Iron Mana, superbohatera znanego z komiksów i filmów. A na dodatek chłopiec dostał je od Roberta Downeya Jr. – aktora, który wciela się na ekranie w Iron Mana, a prywatnie wspiera Limbitless Solutions.
Egzoszkielet: bądź jak Iron Man
Filmowy superbohater kojarzy się zresztą z inną technologią, która wkrótce zmieni życie niepełnosprawnych. To egzoszkielet, czyli maszyna zakładana na ciało pacjenta, która zwiększa lub przywraca sprawność np. ręki czy nogi. W przypadku Iron Mana była to zbroja okrywająca go od stóp do głów. Większości niepełnosprawnych wystarczyłby mechaniczny rękaw czy spodnie. Dzięki temu osoby częściowo sparaliżowane, z niedowładami czy zanikami mięśni odzyskają niezależność. A egzoszkielet wspomagający nogi w niedalekiej przyszłości może zastąpić wózek inwalidzki!
Takie urządzenia pojawiają się coraz częściej. W 2012 r. sparaliżowana od pasa w dół Claire Lomas pokonała trasę maratonu, korzystając z egzoszkieletu ReWalk. Zajęło jej to 17 dni, co pokazało potencjał tej technologii, ale też jej ograniczenia. Chodzi przede wszystkim o zasilanie takiej maszyny. Baterie są zbyt ciężkie, by można było długo korzystać z egzoszkieletu bez konieczności ich ładowania. Dlatego Claire Lomas pokonywała tylko nieco ponad 3 km dziennie.
Konstruktorzy czekają na nowe, bardziej wydajne źródła zasilania, ale nie przerywają prac nad robotami wspierającymi niepełnosprawnych. Przykładem może być polska firma Egzotech, założona przez Michała Mikulskiego, laureata naszego plebiscytu Soczewki Focusa 2013. Skonstruował on egzoszkielet, który miał wyręczyć rehabilitanta, pozwalając pacjentowi na ćwiczenie sprawności mięśni ręki w domu. „Zrozumieliśmy jednak, że takie rozwiązanie – choć bardzo wygodne – byłoby też dość drogie. Z jednego egzoszkieletu korzysta przecież tylko jeden pacjent. Dlatego postanowiliśmy, na bazie opracowanej wcześniej technologii, zbudować tańsze urządzenie stacjonarne” – wyjaśnia Mi-chał Mikulski. Ten robot pod nazwą Luna EMG jest już dostępny na rynku.
Egzoszkieletami bardzo interesują się wojskowi, chcący zwiększyć możliwości fizyczne żołnierzy. Ale nie tylko oni – powstają już modele do zastosowań cywilnych, np. dla robotników obsługujących ciężkie narzędzia. Nowa mechaniczna zbroja firmy Ekso Bionics nie potrzebuje nawet zasilania. Po prostu przejmuje większą część ciężaru przedmiotu i przenosi go na podłoże, na którym stoimy. Dzięki temu praca staje się mniej obciążająca dla mięśni, kości i stawów.
Implanty: zobacz niewidzialne
Nikogo już nie dziwią implanty ślimakowe. U osób z uszkodzonym słuchem pobudzają one bezpośrednio zakończenia nerwowe w uchu środkowym, pozwalając – po odpowiednim treningu – na rozpoznawanie dźwięków i mowy. Trening jest niezbędny, ponieważ technologia nadal nie dorównuje biologii. Dźwięki przekazywane przez implant nie brzmią tak jak naturalne, ale i tu postęp jest nieunikniony. W USA można już kupić superczułe aparaty słuchowe, dzięki którym można usłyszeć np. o czym mówią sąsiedzi po drugiej stronie ulicy.
Zdaniem Aimee Mullins zmianę podejścia do technologii zwiększających możliwości organizmu najlepiej widać na przykładzie okularów. Jeszcze kilkadziesiąt lat temu były one uważane za urządzenie medyczne, a w powszechnym odczuciu były czymś wstydliwym, nieatrakcyjnym. „W dobie laserowej korekcji wzroku krótkowzroczność nie jest już postrzegana jako niepełnosprawność. Znany golfista Tiger Woods przeszedł taką operację dwukrotnie, co dało mu lepszą ostrość widzenia niż ta uznawana za normalną” – dodaje Aimee Mullins.
Postępują też prace nad sztucznym wzrokiem – przekazywaniem danych z kamery do układu nerwowego z pominięciem siatkówki oka. Na razie możliwości takich urządzeń są skromne. Obraz jest mało wyraźny i czarno-biały, choć już to wystarczało pierwszym pacjentom do odczytywania liter czy wybierania sztućców w czasie posiłku. Docelowo implanty siatkówkowe będą przesyłać kolorowe obrazy i będą na tyle małe, że zmieszczą się w oprawie okularów lub wewnątrz oczodołu. Wzbogacenie ich o możliwość widzenia np. w podczerwieni to kolejny etap ewolucji technologii.
Mózg: ostatnia granica
Implanty zastępujące uszy czy oczy stają się częścią naszego układu nerwowego, ale tylko pośrednio – po prostu dostarczają do niego dane. Następnym krokiem powinno więc być zastąpienie części mózgu elektroniką. I choć brzmi to jak czysta fantastyka, takie prace prowadzone są już od wielu lat.
Jest w nie zaangażowany m.in. prof. Theodore Berger z University of California w Los Angeles. Chce on zastąpić implantem niesprawny fragment mózgu zwany hipokampem. Ta struktura odpowiada za zapisywanie informacji w naszej pamięci długotrwałej. Człowiek jej po-zbawiony żyje w czasie teraźniejszym – wszystkie nowe doświadczenia pamięta najdalej przez kilka dni, a potem je traci.
Uczeni stworzyli elektroniczny odpowiednik hipokampa. Przetestowali go z powodzeniem na szczurach i małpach – te zwierzęta odzyskiwały pamięć. Prof. Berger mówi, że prace nad implantem dla ludzi są już zaawansowane, ale nie chce zdradzić, kiedy zaczną się testy. Nic dziwnego – elektroniczny hipokamp mógłby przywrócić sprawność umysłu osobom po udarach i cierpiącym na chorobę Alzheimera, Parkinsona, padaczkę czy porażenie mózgowe. Prof. Berger nie chce robić tym ludziom nadziei, póki nie będzie przekonany, że jego wynalazek działa.
Równie ostrożnie wypowiada się na temat dalszych możliwości związanych z implantami mózgowymi. Prawie pół miliarda ludzi cierpi dziś na różne formy niepełnosprawności umysłowej. Jednak większość odpowiedzialnych za to schorzeń jest znacznie bardziej skomplikowana. W przypadku amnezji wywołanej uszkodzeniem hipokampa wystarczy wymienić jeden element. Lekarze do dziś jednak nie wiedzą dokładnie, jakie zmiany zachodzą w mózgach ludzi cierpiących na autyzm czy schizofrenię. Dla takich osób prawdziwy koniec niepełnosprawności jest nadal odległą perspektywą.