211service.com
Fjernstyrede mennesker
Det er en foruroligende tanke: at være i stand til at fjernstyre, hvordan en person bevæger sig ved et tryk på en knap. Men det har forskere allerede formået at gøre – dog ikke med det samme repertoire af komplekse bevægelser som f.eks. en øvet ni-årig, der kontrollerer en legetøjsracerbil.
Forskere i Australien, Japan og USA forsøger at udvikle mere raffinerede måder at stimulere hjernens balanceorgan – ikke kun for at påvirke bevægelser, men også for at skabe mere realistiske virtual reality-simuleringer, såvel som medicinske proteser til at hjælpe mennesker med balance lidelser.
Enhederne virker ved at stimulere det vestibulære system – et sæt små strukturer lige bag øret, der holder hovedet oprejst og får den visuelle verden til at virke stabil, selv når en person går og ser sig omkring. Tre væskefyldte kanaler, kendt som de cirkulære kanaler, fornemmer rotation af hovedet, mens en anden struktur, otoliterne, fornemmer tyngdekraftens retning. Signaler fra den vestibulære nerve rejser til hjernen; f.eks. signalerer en større frekvens af signaler fra det ene øre, at hovedet bevæger sig i den retning.
Forskere kan stimulere det vestibulære system med et lille stød af elektricitet, der leveres lige bag øret fra en lille ekstern enhed, og sender de normale vestibulære signaler ud af skyggen. Sidste sommer demonstrerede japanske videnskabsmænd fra Nippon Telegraph and Telephone Communication Science Laboratories sådan en enhed på en teknisk konference i Los Angeles. Frivillige tog et mærkeligt sæt hovedtelefoner på og et bind for øjnene, mens en anden trykkede på knapperne på fjernbetjeningen, hvilket fik motivet med bind for øjnene til at væve akavet rundt i lokalet.
Men enheden fungerer ikke så godt som en fjernstyret bil. Et hurtigt stød til den ene side af hovedet får folk til at føle, at de vælter, så de retter deres balance ved at bevæge sig til den ene eller den anden side, hvilket skaber en svajende type gang. Og personen skal have bind for øjnene, for at enheden fungerer, ellers vil visuelle signaler korrigere for den tilsyneladende uoverensstemmelse i hovedpositionen. Det får dig til at føle, at du bevæger dig i en bestemt retning, men det er egentlig ikke så specifikt, siger Steven Moore, en videnskabsmand ved Mount Sinai School of Medicine, som studerer denne stimulation, kendt som galvanisk vestibulær stimulation. Det er den store begrænsende faktor. (Klik her for en video af Moore, der går med enheden.)
I den nyeste inkarnation af teknikken fandt forskere ved University of New South Wales i Australien en relativt simpel løsning på styreproblemet. De administrerede vestibulære stimuleringer, mens de frivillige vendte deres ansigter mod enten jorden eller himlen. Af årsager, der ikke var helt forstået, fik dette dem til at dreje rent til venstre eller højre, når de blev stimuleret, uden den karakteristiske svimmelhed. Som bevis på dette dygtige kontrolniveau styrede forskere frivillige med bind for øjnene gennem Sydney Public Gardens.
Men forvent ikke fjernstyrede mennesker på et øjeblik. Dette er ikke særlig praktisk på grund af manglen på specificitet af [elektrisk] input og det faktum, at stimulering overstyres af visuel input, siger Moore. I stedet udvikler forskere enheder til at forsøge at få virtual reality-miljøer til at virke mere realistiske eller for at hjælpe mennesker med vestibulære lidelser.
Moore er ved at udvikle en enhed til at skabe bedre flysimulatorer til astronauter. En stor procentdel af rumfærgens landinger kommer hurtigere ind end målhastigheden, siger han, muligvis fordi piloternes sensoriske systemer har tilpasset sig det tyngdekraftsfrie miljø i rummet. Nuværende træningssimuleringer er for nemme for disse piloter, så vi bruger [elektrisk stimulation] til at forstyrre normal vestibulær funktion og producere illusoriske fornemmelser af bevægelse, siger han. Denne stimulering efterligner fornemmelsen af at lande rumfærgen, når piloter gennemgår det radikale skift fra nul tyngdekraft til hypertyngdekraft.
Enheder, der anvender vestibulær stimulation, kan også bruges til at hjælpe mennesker med forstyrrelser i det vestibulære system, som kan være forårsaget af skade under operation for at fjerne hjernetumorer eller visse typer lægemidler, hjerneskade eller andre årsager. Folk med vestibulære underskud har ofte det ene øre, der fungerer bedre end det andet, siger Timothy E. Hullar , en otolaryngolog ved Washington University School of Medicine i St. Louis. Det ville være nyttigt at have en måde at balancere dem på – som at prøve at balancere højttalere på et stereoanlæg.
Andre forskere er ved at udvikle implanterbare enheder, der kan stimulere de vestibulære nerver mere specifikt end ikke-invasiv galvanisk stimulation. Når du lægger puder på huden, kan du skabe opfattelsen af, at hovedet vipper, men det er omtrent så specifikt, som du kan blive, siger Charley Della Santina , en vestibulær ekspert ved John's Hopkins School of Medicine. Men ved at implantere elektroder bag øret kan forskerne stimulere individuelle nerver og derfor sende mere præcise signaler til hjernen. Vi ønsker at skabe et vestibulært implantat, der fungerer som et cochleaimplantat til at erstatte den manglende vestibulære information, siger Daniel merfeld , en videnskabsmand ved Massachusetts Eye and Ear Infirmary i Boston, som også er ved at udvikle en sådan enhed.
Indtil videre har både Santina og Merfeld kun testet deres implantater på dyr, men de siger, at en version, der kan testes af mennesker, kan udvikles inden for de næste fem til ti år.