Hledání náhrad za ztracené smysly

Smysly jsou pro každého živočicha, ba i pro rostliny nezbytným nástrojem k orientaci ve složitém světě. Proto není dobré, když dojde k jejich poškození. Vědci a technologové však otevírají nové cesty, jak případnou ztrátu smyslů nahradit.

Když člověk přijde o chuť, je to nepříjemné a v mnohém omezující. Ztráta zraku však znamená totální převrácení dosavadního způsobu života. Naštěstí vývoj moderních sofistikovaných technologií handicapovaným dává nemalé naděje…

Zrak je navýsost komplikovaným smyslem. Světelné paprsky procházejí složitou optickou soustavou oka. Zlomený paprsek se poté promítá na sítnici. Ale tím vše nekončí. Vjem poté skrze zrakový nerv putuje až do týlního laloku mozkové kůry.

Nelze se pak divit, že při tak složitém systému se leccos může porouchat. Běžné poruchy zraku, jako například krátkozrakost, lze korigovat brýlemi, čočkami, nebo je odstranit operací. Zásah očních lékařů vyžaduje i šedý nebo zelený zákal.

Ovšem ani sebelepší doktor nevrátí ztracený zrak. V současnosti však není vše ztraceno, do hry totiž vstupuje bionika. Již v roce 1967 dva američtí lékaři Glies Brindley a W. S. Lewin úspěšně stimulovali určité části v mozku, čímž byli alespoň částečně schopni navrátit zrakové vjemy.

Badatelé jsou přitom velmi optimističtí. „Co se týče technického hlediska, jsme schopni už nyní léčit všechny formy slepoty,“ netají své nadšení například výzkumníci z kalifornské společnosti Second Sight, která se vývoji bionického oka věnuje.

Ale je třeba držet se reality. Profesor José-Alain Sahel, který v Paříži vede Institut zraku na oční klinice Quinze-Vingts, si je vědom, že bionické oko ještě zdravý zrak zcela nenahradí: „Není to přirozené vidění, ale užitečný vizuální vjem.

“ Nicméně lidé, kteří byli nevidomí, si bionická oka nemohou vynachválit. „Můj život se změnil, vždyť nyní mohu rozlišit i pootevřené dveře,“ radoval se jeden francouzský pacient, jemuž profesor Sahel voperoval implantát Argus II pocházející z dílny zmiňované společnosti Second Sight.

Aparát připomíná sluneční brýle vybavené miniaturní kamerou. Ta zachycuje okolní vjemy a skrze sofistikovaný elektronický systém je předává až k očnímu implantátu. Ten poté stimuluje oční sítnici, kterou před tím poškodila nemoc zvaná retinitis pigmentosa, tedy progresivní degenerativní onemocnění sítnice.

Argus II rozhodně není levná záležitost, v současnosti vyjde na 3 miliony korun. Přesto jej ve Francii pojišťovny hradí. Přístroj má nyní k dispozici více než 80 osob z Evropy a severní Ameriky.

Kromě Američanů vyvinuli bionické oko i Francouzi a Němci. Prvních pět francouzských pacientů využívá systém Iris a podle svých tvůrců zařízení vypadá velmi nadějně, nicméně jsou třeba ještě další testy.

Z dílny německých vědců pak pochází oko, jehož výrobcem je společnost Retina Implants. Německé oko se od svého amerického kolegy liší nepřítomností kamery. Implantát je vložen na sítnici, kterou stimuluje.

Člověk pak podle šéfa společnosti Waltera Wrobela rozeznává různé odstíny šedé barvy. Zařízení vyjde na 2,7 milionu korun a v současnosti jej využívá několik desítek německých pacientů. Letos Retina Implants oznámila, že zahajuje testování nového modelu bionického oka, které již má být podstatně levnější.

Předchozí experimenty s potkany prý byly nadmíru úspěšné. Onemocnění retinitis pigmentosa trápí v západním světě téměř půl milionu lidí. Vývoj bionického oka je však jen jednou z cest, jak s touto či s jinými chorobami zraku bojovat.

Nabízejí se modifikace genů, další možnosti pak otevírá výzkum kmenových buněk. Ty by mohly být vsunuty do sítnice, kde by poškozené buňky nahradily. Bionické oko by mohlo být doplňkem pro oba směry.

Argentinská expertka Valeria Cantová-Solerová se na Univerzitě Johnse Hopkinse v Baltimoru specializovala na výzkum kmenových buněk aplikovaných při onemocněních sítnice. Podle ní výzkum v této oblasti postupuje neuvěřitelně rychle.

„To, co jsme před několika lety považovali za nemožné, je dnes realitou,“ říká lékařka. Léčba degenerativních onemocnění sítnice sice nezačne zítřka, ale věda již nastoupila ten správný směr. „Je to jen otázka času,“ dodává Cantová-Solerová.

Vedení vzruchu skrze nervy popsal koncem 18. století italský lékař a fyzik Luigi Galvani (1737–1798). První naslouchátka se objevila již v roce 1950. Rozvoj neurověd a výzkum elektrických aktivit hlemýždě vedl nejen k vývoji přístrojů registrujících změny elektrických potenciálů sluchové dráhy, ale také k myšlence přímého dráždění sluchového nervu, nebo dokonce sluchového jádra v prodloužené míše, pomocí změn elektrického proudu.

Přes různé peripetie byl v roce 1978 představen první vícekanálový kochleární implantát. Ten lze definovat jako elektronickou funkční smyslovou náhradu, která zprostředkuje sluchové vjemy neslyšícím jedincům přímou elektrickou stimulací sluchového nervu uvnitř hlemýždě vnitřního ucha.

V současné době se používají výhradně vícekanálové přístroje s přenosem energie i signálu pomocí elektromagnetické indukce. Aparát se skládá ze dvou částí, zevní a implantované. V té zevní se nachází mikrofon, procesor zachytávající a zpracovávající zvuk v rozmezí řečových frekvencí a také vysílací cívka.

Implantovaná část je schovaná pod kůží za uchem a obsahuje přijímací cívku, přijímač, stimulátor a svazek elektrod, který pokračuje do hlemýždě.

I bez hmatu by se lidem žilo těžce. Jen obyčejné uchopení hrníčku by bylo ohromně těžkým úkolem. Hmat je spíše souhrnem několika více smyslů a není běžné, že by docházelo k jeho poškození. Výjimkou jsou úrazy, kdy pacient přijde o končetinu.

Protézy lidstvo používalo již ve starověkých dobách. Řecký historik Hérodotos (asi 484 př. n. l.–asi 420 př. n. l.) popisoval případ věštce Hegesistratua, který měl dřevěnou nohu. Později se symbolem námořních pirátů stal hák místo ruky.

Ovšem zřejmě nejstarší hmatatelný důkaz o tělesných náhradách pochází ze starověkého Egypta. Jedna mumifikovaná žena, která žila na pomezí 2. a 1. tisíciletí před naším letopočtem měla na své noze místo jednoho z prstů náhradu ze dřeva a z kůže.

Samozřejmě, že tyto protetické náhrady nemohly nahradit hmat. Postupný vývoj v této oblasti však ukazuje, že ty nejmodernější protézy mohou nejen „cítit“, ba dokonce mohou být ovládány myslí. Něco podobného představili švédští neurovědci.

Americká agentura DARPA zase pracuje na náhradách, které by byly propojeny přímo s nervovým systémem. Vědci z Michiganské univerzity vyvinuli protézu, která je vybavena hmatovými senzory. Ta se nasadí na pahýl končetiny dovybavené elektrodami.

Samotná protéza pak obsahuje dotykové senzory. Lidé, kteří tuto náhradu vyzkoušeli, byli neobyčejně překvapeni, že byli schopni cítit doteky. Mezi sci-fi záležitosti nepatří už ani umělá pokožka. Američtí a jihokorejští badatelé vyvinuli tkáň, která dokáže cítit tlak, teplotu, dotyky i vlhkost.

Jejím základem je polymerní substrát (polydimetylsiloxan nebo-li PDMS), jehož součástí je i jemné pletivo senzorů různých druhů. Testy teprve probíhají, ale tvůrci naznačili, že by nemusela být určena jen lidem, nýbrž i humanoidním robotům.

S umělou kůží, která je vyrobena z grafenu, přišli vědci ze Skotska. Tento materiál je navíc vybaven solárními články, takže dokáže získávat sluneční energii. Energie by mohla být využita nejen pro roboty, ale i pro umělé končetiny, které by se tak staly zcela soběstačnými.

Lidský čich není tak vyvinutý, jako třeba psí nebo medvědí, ale i tak naše předky dokázal varovat před jedy či nebezpečnou hnilobou. Ztráta čichu může být způsobena třeba kouřením nebo respiračními chorobami.

Bionický čich, který by vylepšil lidské schopnosti, zatím ještě k dispozici není, nicméně přístroj nazvaný elektronický nos již existuje. Umí například rozeznat zkažené maso. Japonci zase vyvinuli roboty, kteří jsou citliví na zápach úst či zápach nohou.

Chuť je velmi úzce propojena právě s čichem. Čichové ústrojí se totiž na celém procesu rozpoznání chuti podílí přibližně 75 % a umožňuje rozpoznání tisíce různých molekul. U člověka existují chuťové receptory vnímající hořké, sladké, slané, kyselé, umami, a podle nových výzkumů i „vápníkové“ a tučné. Pravděpodobně existují i receptory vnímající některé komplexní sacharidy, tedy chuť „škrobovou“. Čipy rozeznávající chuť zatím zvládnou jen poznat kvalitu vody, ale i v této oblasti se v budoucnosti dočkáme nemalých posunů.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Panda proti pandě

Panda proti pandě

Černobílé pandy jsou mezi zoology velice oblíbeným cílem a pozorování...
Katastrofa klepe na dveře

Katastrofa klepe na dveře

Scénář jako z katastrofického filmu? I to může hrozit,...
Nová metoda výběru spermií může významně zvýšit šance na otěhotnění

Nová metoda výběru spermií může...

S problémem neplodnosti se v České republice v současnosti potýká téměř každý pátý pár a...
Kazy i nové diagnózy: dětské zuby jsou čím dál nemocnější

Kazy i nové diagnózy: dětské zuby jsou...

Zuby jsou úžasný vynález. Živočichům totiž umožňují, aby při své výživě...
Nový nízkonákladový depozitář v Čáslavi

Nový nízkonákladový depozitář v...

Ve čtvrtek 22. října byla v prostorách Národního zemědělského muzea v Čáslavi...
Zdravotnické centrum následné péče v Letňanech

Zdravotnické centrum následné...

Nemocnice Na Bulovce je poskytovatelem zdravotních služeb a provozovatelem...
Očkování proti chřipce – nedostatek vakcíny

Očkování proti chřipce –...

Češi se v minulých letech o očkování proti chřipce příliš nezajímali,...
Kvůli kovům v rostlinách se spojí vědci z 30 zemí

Kvůli kovům v rostlinách se spojí...

Kovy v rostlinách – to je téma, které budou společně řešit...
Snaha o zdolání „informační blokády“ u pacientů s Parkinsonem

Snaha o zdolání „informační...

Téměř 70 % dotázaných pacientů s Parkinsonovou chorobou nedostává od svých...
Vydá Bennu svá tajemství?

Vydá Bennu svá tajemství?

Krátce po půlnoci z 20. na 21. října 2020, konkrétně v nula...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Jak slavný Řím ovládl Středomoří? Zpočátku neměl téměř žádné loďstvo!

Jak slavný Řím ovládl Středomoří?...

Starověká římská říše byla přeborníkem v mnoha odvětvích včetně toho vojenského....
Jak vypadala první cesta do vesmíru?

Jak vypadala první cesta do...

Do vesmíru se podívalo už několik stovek mužů a žen. Do dějin se...
Indický vrah miminek žádal u výslechu o sušenky!

Indický vrah miminek žádal u...

Je všední den roku 2007 a indická vesnice Musahri je na nohou. Lidé se ve...
Čím Tomáš Baťa děsil komunisty?

Čím Tomáš Baťa děsil komunisty?

„Když mi bylo šest let, počal jsem vyráběti boty z kožených bezcenných odřezků na...
Může za vyhynutí dinosaurů nedostatek samiček, nebo tělesné deformace?

Může za vyhynutí dinosaurů...

Dinosauří populace dostala asi před 66 miliony lety ránu, ze které se již nikdy...
Operní zpěvačce Emě Destinnové zničila kariéru špionážní aféra

Operní zpěvačce Emě Destinnové zničila...

„Nikdy mi ani ve snu nenapadlo být zpěvačkou,“ přiznává už jako slavná operní...
Arcibiskup Antonín Brus z Mohelnice žádal na tridentském koncilu o povolení sňatků kněží

Arcibiskup Antonín Brus z Mohelnice...

Jednání tridentského koncilu je v plném proudu. Když český arcibiskup chce pro...
Odpustila Kateřina Stradová císaři Rudolfovi II. zástupy milenek?

Odpustila Kateřina Stradová...

Císař se zálibně podívá na chlapce v kolébce. Ve svraštělé tvářičce hledá svoje...
Zachránil Ottu Wichterleho před koncentrákem dopis kolegovi?

Zachránil Ottu Wichterleho před...

„Díky autorství patentu na kontaktní čočky jste se mohl stát miliardářem,“...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.