BiokybernetikaBiokybernetikaHranice lidskostiHranice lidskosti

Jan Cabrnoch, Olga Hájková, Jaroslava Jan Cabrnoch, Olga Hájková, Jaroslava ŠtefánkováŠtefánková

http://www.cyber.reading.ac.uk

Čím vás dnes budeme nuditČím vás dnes budeme nudit

Úvod – Úvod – proč jsme si zvolili právě toto téma proč jsme si zvolili právě toto téma a o čem to celé budea o čem to celé bude

Opěrná a pohybová soustavaOpěrná a pohybová soustava

Transplantace orgánů – částečné a úplné Transplantace orgánů – částečné a úplné náhrady náhrady

Nervová soustava - Nervová soustava - možnosti a zamyšlenímožnosti a zamyšlení

Závěr – co přinese budoucnost nám nebo Závěr – co přinese budoucnost nám nebo našim dětem? Stane se našim dětem? Stane se mechanické vylepšování člověka mechanické vylepšování člověka standardem?standardem?

Proč právě biokybernetika?Proč právě biokybernetika?

Bionika- biokybernetika - Bionika- biokybernetika - biorobotikabiorobotika

Dynamicky se rozvíjející vědaDynamicky se rozvíjející věda

Téma filosofických diskusíTéma filosofických diskusí

Nebezpečí nového druhu sociální Nebezpečí nového druhu sociální stratifikacestratifikace

Náhrady nohouNáhrady nohouSnadnější než Snadnější než náhrady nohounáhrady nohouTéměř 'dokonalé' Téměř 'dokonalé' náhradynáhradyDíky možnosti Díky možnosti připojení k existující připojení k existující kostře mohou být kostře mohou být tyto náhrady těžší – tyto náhrady těžší – možnost použití možnost použití klasických klasických akumulátorů k akumulátorů k napájenínapájení

http://www.abc.net.au/southeastsa/stories/s1126942.htm

Náhrady rukouNáhrady rukou

Moderní náhrady Moderní náhrady lze ovládat pomocí lze ovládat pomocí napojení na napojení na existující nervové existující nervové dráhy, nebo pomocí dráhy, nebo pomocí ovládacího čipu ovládacího čipu implantovaného implantovaného přímo do mozkupřímo do mozku

shl.stanford.edu:3455/TenThings/493

Problémy náhradProblémy náhrad

Hlavním Hlavním problémem jsou problémem jsou energetické energetické zdrojezdrojeNevyhovující Nevyhovující parametry parametry 'umělých svalů' – 'umělých svalů' – nutno řešit nutno řešit servomotory servomotory nebo hydraulikounebo hydraulikou

http://frontweb.vuse.vanderbilt.edu/vuse_web/facstaff/GoldfarbSpotlight.htm

Vývoj do budoucnaVývoj do budoucna

Energetické problémy začínají ustupovat do Energetické problémy začínají ustupovat do pozadí – nástup nové generace materiálůpozadí – nástup nové generace materiálůUS Army vydala během dvou let několik US Army vydala během dvou let několik miliard dolarů k výzkumu fukčních náhrad miliard dolarů k výzkumu fukčních náhrad rukou. rukou. Stejně tak si 'vypůjčila' odborníky z jiných Stejně tak si 'vypůjčila' odborníky z jiných projektů – Zvláště cenným přínosem byly projektů – Zvláště cenným přínosem byly zkušenosti týmů zabývzkušenosti týmů zabývaajících se výzkumem jících se výzkumem exoskeletuexoskeletuBěhem několika let by se měly projevit Během několika let by se měly projevit výsledky tohoto výzkumuvýsledky tohoto výzkumu

MoMožžnostinosti

Pokud vyřešíme problém s energií, pak Pokud vyřešíme problém s energií, pak je již jen otázkou několika hodin nad je již jen otázkou několika hodin nad

kreslícím prknem, než vznikne kreslícím prknem, než vznikne 'superruka' dosahující až desetinásobku 'superruka' dosahující až desetinásobku lidské síly. A to při zachování velké části lidské síly. A to při zachování velké části

tlakové a teplotní citlivosti.tlakové a teplotní citlivosti.

Nechali byste si při takové vyhlídce Nechali byste si při takové vyhlídce vyměnit tu vlastní?vyměnit tu vlastní?

Umělé srdceUmělé srdce

Zdroj: ReutersZdroj: Reuters

Náhrada z Titanu a plastuNáhrada z Titanu a plastuExterní napájeníExterní napájení

Abiocor – v klinických testechAbiocor – v klinických testechJiž bez externího napájeníJiž bez externího napájeníPlně nahrazuje orgánPlně nahrazuje orgánPacient s implantátem Abiocor Pacient s implantátem Abiocor žil 17 měsícůžil 17 měsícůZemřel na opotřebení Zemřel na opotřebení membránymembrány

Plicní náhradaPlicní náhrada

Nová plně funkční náhradaNová plně funkční náhrada

Ovládaná a napájená srdcemOvládaná a napájená srdcem

Klinické testy dokončenyKlinické testy dokončeny

2007 první pacienti s plicní 2007 první pacienti s plicní náhradounáhradou

Zdroj: www.avicenna.cz

Umělý žaludekUmělý žaludek

První umělý žaludekPrvní umělý žaludek

Dokonale napodobuje Dokonale napodobuje chemické procesy během chemické procesy během trávenítrávení

Částečně simuluje fyzikální Částečně simuluje fyzikální procesy – rozmělnění potravy, procesy – rozmělnění potravy, stahy, zvracení…stahy, zvracení…

Lze jej „krmit“ běžnou stravouLze jej „krmit“ běžnou stravou

Zatím nelze pro transplantaci Zatím nelze pro transplantaci využítvyužít Zdroj:mamashealth.comZdroj:mamashealth.com

Kochleární implantátKochleární implantát

Zdroj: www.ckid.cz/kochimp.aspZdroj: www.ckid.cz/kochimp.asp

Bionické náhrady sluchu patří Bionické náhrady sluchu patří k nejpropracovanějším a k nejpropracovanějším a nejužívanějšímnejužívanějším

Kochleární implantát nahrazuje Kochleární implantát nahrazuje sluchový orgán a napojuje se sluchový orgán a napojuje se přímo na sluchový nervpřímo na sluchový nerv

zvuk – digitální signály – zvuk – digitální signály – vysílací cívka – implantát – el. vysílací cívka – implantát – el. Impulzy – sluchový nerv - Impulzy – sluchový nerv - mozek mozek

Hi-fi kochleání implantát – Hi-fi kochleání implantát – téměř dokonalá náhrada téměř dokonalá náhrada sluchu – 2008-2009 sluchu – 2008-2009

Oční implantáty – umělé očiOční implantáty – umělé oči

Pokud není poškozen oční Pokud není poškozen oční nerv – implantát je umístěn na nerv – implantát je umístěn na sítnicisítnici

Obraz snímá CCD kameraObraz snímá CCD kamera

Náhrada nemocné sítnice – Náhrada nemocné sítnice – mikročip napájený miniaturními mikročip napájený miniaturními fotočlánkyfotočlánky

Pokud je poškozen oční nerv – Pokud je poškozen oční nerv – kortikální implantátykortikální implantáty

Stimulují přímo centra zraku v Stimulují přímo centra zraku v mozkumozku

metoda je v experimentálním metoda je v experimentálním stádiustádiu

www.visusoptik.cz/img/mereni/oko.gifwww.visusoptik.cz/img/mereni/oko.gif

Dialýza – ledviny a játraDialýza – ledviny a játra

Externí dialýza ledvinExterní dialýza ledvin

První přístroj již roku 1940První přístroj již roku 1940

Zatím není možnost Zatím není možnost plnohodnotné náhradyplnohodnotné náhrady

Externí dialýza jaterExterní dialýza jater

1999 – Chicago – první 1999 – Chicago – první přístroj, který dokázal nahradit přístroj, který dokázal nahradit činnost jaterčinnost jater

2006 – poprvé použit v ČR2006 – poprvé použit v ČR

Zdroj: www.bbraun.cz

A další……A další……

Slinivka – voperovaný Slinivka – voperovaný inzulínový dávkovačinzulínový dávkovač

Krev – ve formě kapslí Krev – ve formě kapslí rozpustných ve vodě – syntéza rozpustných ve vodě – syntéza z červených krvinek člověka z červených krvinek člověka (případně jiného savce)(případně jiného savce)

Střeva – zatím jsou k dispozici Střeva – zatím jsou k dispozici pouze polofunkční náhrady pouze polofunkční náhrady

Zdroj: commons.wikimedia.org

Kde je hranice pokroku?Kde je hranice pokroku?

Parkinsonova nemocParkinsonova nemocJedná se o degradaci nervových buněk Jedná se o degradaci nervových buněk produkujících dopamin. produkujících dopamin.

Dopamin je neurotransmiter, který je Dopamin je neurotransmiter, který je potřeba k přenosu impulsů pro pohyb.potřeba k přenosu impulsů pro pohyb.

Lidé postižení touto chorobou tudíž mají Lidé postižení touto chorobou tudíž mají velké problémy s pohybem. velké problémy s pohybem.

Nemoc je doposud nevyléčitelná. Nemoc je doposud nevyléčitelná.

V devadesátých letech se vědci a doktoři V devadesátých letech se vědci a doktoři snažili přijít na způsob jak snažili přijít na způsob jak lidem lidem implantovat nervové buňky produkující implantovat nervové buňky produkující dopamin.dopamin.

Nervové buňkyNervové buňky

V roce 1988 se uskutečnila první transplantace V roce 1988 se uskutečnila první transplantace plodových nervových buněk produkujících plodových nervových buněk produkujících dopamin. dopamin.

Zjistilo se, že tyto buňky by mohli pomoci v léčbě Zjistilo se, že tyto buňky by mohli pomoci v léčbě Parkinsonovy choroby. Parkinsonovy choroby.

V roce 1995 začal první experiment. 20 lidem V roce 1995 začal první experiment. 20 lidem byly implantovány tyto nervové buňky. U 85% byly implantovány tyto nervové buňky. U 85% pacientů se ukázalo, že implantované nervové pacientů se ukázalo, že implantované nervové buňky plní svoji roli a produkují dopamin. buňky plní svoji roli a produkují dopamin.

Avšak u části pacientů buňky produkovali více Avšak u části pacientů buňky produkovali více dopaminu než pacienti potřebovali.dopaminu než pacienti potřebovali.

Mozkové implantátyMozkové implantáty

Vědci se snaží Vědci se snaží zdokonalit způsoby zdokonalit způsoby ovládání strojů ovládání strojů myšlenkamimyšlenkami

Implantovaný čip je Implantovaný čip je naděje pro všechny naděje pro všechny postižené lidipostižené lidi

Slibuje také obrovské Slibuje také obrovské možnosti do budoucna možnosti do budoucna (nebaví vás psát na (nebaví vás psát na klávesnici?)klávesnici?)

Jaký bude člověk v Jaký bude člověk v budoucnosti?budoucnosti?

silný?silný?

rrychlý?ychlý?

s dokonalou s dokonalou

pamětí?pamětí?

nezničitelný?nezničitelný?

krásný?krásný?

víceúčelový?víceúčelový?

prakticky prakticky

nesmrtelný?nesmrtelný?

schopný schopný

sebekontroly?sebekontroly?

Budeme ještě lidmi pokud...Budeme ještě lidmi pokud...

budeme mít kontrolu nad emocembudeme mít kontrolu nad emocemii??budeme schopni ovládat pochody v budeme schopni ovládat pochody v našem těle?našem těle?8080% či více procent našeho těla bude % či více procent našeho těla bude nahrazeno?nahrazeno?

   

ZamyšleníZamyšlení

Představte si, že vedle vás Představte si, že vedle vás stojí robot s lidským vědomím, stojí robot s lidským vědomím, jak byste se k němu chovali?jak byste se k němu chovali?

Nebo Nebo uměláumělá bytost v podobě bytost v podobě člověka, která z těchto dvou člověka, která z těchto dvou možností by pro vás byla možností by pro vás byla přijatelnější?přijatelnější?

Děkujeme za vaši pozornostDěkujeme za vaši pozornost

Doufáme, že jsme vám dali téma, Doufáme, že jsme vám dali téma, nad kterým můžete chvíli hloubat nad kterým můžete chvíli hloubat a že o něm budete diskutovat dál a že o něm budete diskutovat dál

i s dalšími lidmi.i s dalšími lidmi.

Pokud vás toto téma zaujalo a máte další Pokud vás toto téma zaujalo a máte další dotazy, rádi vás přivítáme na pokračování dotazy, rádi vás přivítáme na pokračování

naší diskuze v posterové sekci.naší diskuze v posterové sekci.

ZdrojeZdroje

““Fetal Brain Cell Transplants Benefit Some Parkinson's Patients“, Fetal Brain Cell Transplants Benefit Some Parkinson's Patients“, University of Colorado at Denver and Health Sciences Center, University of Colorado at Denver and Health Sciences Center, Březen 200Březen 20011

http://www.newswise.com/articles/view/?id=CELLTX.CLMhttp://www.newswise.com/articles/view/?id=CELLTX.CLM

„„On The Brain“, The Harvard Mahoney Neuroscience Institute On The Brain“, The Harvard Mahoney Neuroscience Institute http://neurosurgery.mgh.harvard.edu/Functional/oisacson.htmhttp://neurosurgery.mgh.harvard.edu/Functional/oisacson.htm, 1994, 1994

„„Wikipedia, The free encyclopedia“ Wikipedia, The free encyclopedia“ http://wikipedia.orghttp://wikipedia.org

„„Medistyl Spol. s.r.o. Medistyl Spol. s.r.o. http://medistyl.czhttp://medistyl.cz, Březen 2007, Březen 2007

““Kochlear, webík s vypnutým zvukemKochlear, webík s vypnutým zvukem”, Ladislav Kratochvíl ”, Ladislav Kratochvíl http://www.kochlear.cz/http://www.kochlear.cz/, , Březen 2007Březen 2007

““Vanderbilt school of engineering” Vanderbilt school of engineering” http://frontweb.vuse.vanderbilt.eduhttp://frontweb.vuse.vanderbilt.edu

““Michael Shanks – Brief history of the artificial Arm” Michael Shanks – Brief history of the artificial Arm” http://shl.standford.eduhttp://shl.standford.edu, Březen 2007, Březen 2007