Czy obcy Cyborg Krang „Wojownicze Żółwie Ninja” to naukowa możliwość?

The Wojownicze Żółwie Ninja franczyza to wiele rzeczy, ale „ściśle realistyczna” nie jest jedną z nich. W filmie, w którym znajdują się superbohaterowie o połowicznej skorupie, łatwo jest odpisać wiele z tego, co dzieje się jako materiał science fiction lub fantasy. Dotyczy to zwłaszcza Krang, złoczyńcy, który składa się z mózgu z oczami, który kontroluje masywne ciało robota. Nie ma takiej możliwości, która mogłaby funkcjonować w prawdziwym życiu, prawda?

Kiedy dotarliśmy do Michaiła A. Lebiediewa, który pracuje w neurofizjologii i interfejsach mózg-maszyna na Uniwersytecie Duke, spodziewaliśmy się usłyszeć, że konfiguracja robota Krang'a była w całości fikcją. Ale tak się nie stało.

„Absolutnie jest prawdziwa nauka”, mówi Lebedev.

Jak się okazuje, nauka stojąca za Krang jest całkowicie zdrowa, nawet jeśli nie jesteśmy dokładnie tak blisko, aby to się stało IRL.

Konfiguracja Krang'a nie jest strasznie odmienna od interfejsów mózg-maszyna, które Lebedev wykorzystuje w swoich badaniach. Poprzez połączenie małpich mózgów z maszynami (jak na przykład proste ramiona robotyczne, które mogą wysyłać i odbierać sygnały), badania Lebedeva wykazały, że można sterować maszynami wykorzystującymi tylko impulsy z mózgu.

Na razie możliwości tych interfejsów mózg-maszyna nie dają nam pełnej kontroli, jakiej potrzebowalibyśmy dla czegoś takiego jak samowystarczalny i chodzący super-łotr w Krang.

„Obecnie nie możemy zrobić naprawdę dobrej wymiany informacji. Możemy wysyłać proste wiadomości i otrzymywać proste wyniki ”- mówi Lebedev. Ale to nie znaczy, że to niemożliwe. „Zasadniczo”, mówi Lebedev, „w miarę rozwoju tej technologii może się to stać wykonalne”. Czego potrzebowalibyśmy więc, aby stworzyć maszynę zdolną do utrzymania mózgu przy życiu i pracy, w stylu Krang?

„Powinien istnieć jakiś dopływ krwi i składników odżywczych - co stanowi odrębny problem - także ten mózg powinien być chroniony przed infekcjami, więc pudełko powinno być naprawdę sterylne, aby utrzymać mózg w bezpiecznym miejscu.” Mózg potrzebuje stałego dopływu tlen, a także cała masa glukozy. Lebedev mówi nam, że mózg zużywa około 30% energii organizmu, więc musielibyśmy upewnić się, że ma mnóstwo glukozy, aby utrzymać ogień na wszystkich cylindrach. Potrzebne będą również substancje chemiczne zwykle obecne w krwiobiegu, ponieważ te substancje chemiczne są tym, czego mózg używa do wymiany informacji między neuronami.

Aby nasz Krang-bot mógł pracować, ważne jest również, aby ten mózg był zajęty i stymulowany, aby nie zasnął na nas. „Bardzo ważne jest, aby ten mózg otrzymał informacje sensoryczne z tego zewnętrznego ciała” - mówi Lebedev. Mózg idzie spać, kiedy nie ma nic do roboty, dlatego kluczem jest upewnienie się, że nasze ciało robota jest zdolne do wysyłania stymulacji do mózgu.

Teraz, kiedy już poznaliśmy specyfikę naszego ciała robota, jak daleko nam do zobaczenia czegoś Krang w prawdziwym świecie? Pod pewnymi względami bardzo blisko. W innych nie tak bardzo.

Jedno z ostatnich badań Lebiediewa odniosło sukces w kontrolowaniu ruchów wózków za pomocą impulsów z mózgu małpy bez dotyku. Oczywiście, ruchy nie były precyzyjne ani dopracowane, ale to dowód koncepcji. Nauka jest i teoria jest zdrowa.

To powiedziawszy, małpi mózg był nieruchomy w małpa, która przenosi nas do części równania, która usuwa nas nieco dalej z rzeczywistości mózgu w pudełku.

Nie jest etyczne, aby wyjąć działający mózg z małpy i podłączyć go do maszyny. A ponieważ jest to uważane za nieetyczne, nie ma zbyt wielu badań dotyczących tego, jak to zrobić. Żadne badania nie oznaczają, że w najbliższym czasie nie zobaczymy wielkich postępów.

Częścią problemu, nad którym mogą pracować naukowcy, są możliwości kontroli, które pochodzą bezpośrednio z mózgu. Obserwując działające neurony, możemy lepiej zrozumieć, jak działają impulsy i jak te impulsy przekładają się na bezpośrednią kontrolę obiektu zewnętrznego. Wyzwanie polega na tym, że mózg jest niewiarygodnie złożony, z ponad 50 miliardami neuronów w pracy.

I tak Lebedev obserwuje te neurony w mniejszych próbkach, aby lepiej zrozumieć, jak działają te neurony i co robią. Istnieje wiele sposobów obserwowania aktywności mózgu - elektroencefalogramów (EEG), pól magnetycznych, monitorowania dopływu krwi - ale wszystkie bledną w porównaniu do przechodzenia bezpośrednio do źródła.

„Jest wiele sposobów, ale umieszczenie elektrod bezpośrednio w mózgu jest zdecydowanie najlepszym sposobem na komunikację z mózgiem” - mówi Lebedev.

Nie zobaczymy złoczyńcy robota w mózgu, takiego jak Krang, wędrującego po ulicach w najbliższym czasie, ale nauki za słynnym robotem TMNT charakter jest zaskakująco dźwiękowy. Więc miej oko.