Puno prije nego se egzoskeleton mogao isprobati na ljudima, Miguel je vršio pionirske eksperimente s egzoskeletonima na majmunima u svome laboratoriju na sveučilištu Duke

 Prije nego Brazil i Hrvatska 12. lipnja otvore Svjetsko prvenstvo u nogometu, paralizirana osoba će ustati iz invalidskih kolica, napraviti nekoliko koraka na terenu i zatim udariti loptu, što će označiti početak velikog nogometnog događaja.

Iza tog čudesnog događaja stoji životna priča brazilskog neurologa koji je stvorio egzoskelet koji je moguće pokretati snagom volje, za Grantland piše Danielle Elliot.

Prvog lipnja 1970. godine, na paklenoj vrućini Mexico Citija, Brazil i Italija susreli su se u finalu Svjetskog prvenstva. I jedni i drugi su jurišali prema svome trećem naslovu. Sjedeći u Sao Paulu pred crnobijelim televizorom, 9-godišnji Miguel Nicolelis gledao je u čudu. Njegov se otac bacio u veliki trošak i kupio je televizor samo zbog svjetskog prvenstva. Nekoliko minuta prije nego je sudac označio kraj utakmice, osam muškaraca u žutim dresovima i zelenim gaćicama odigrali su akciju koja će rezultirati jednim od najljepših golova u povijesti svjetskih prvenstava. Veliki Pele je na kraju genijalno asistirao, a Carlos Alberto je efektno zapečatio 4:1 pobjedu.

Čuda su moguća

Sao Paulo i čitav Brazil su odjednom eruptirali. Vatrometi su tresli zgrade, narod je preplavio ulice. Usred tog kaosa Miguel je i dalje zurio u televizor reprizirajući posljednji gol u svojoj glavi. Način na koji su ta osmorica igrača bila povezana bez da su izmijenili glasa ni pogleda, kao da su bili ekstenzija nekog jedinstvenog uma. Kao svaki brazilski klinac, Miguel je toga dana sanjao da će jednog dana i on biti na svjetskom prvenstvu.

Snovi se ponekad ostvaruju i Miguel će na nadolazećem Svjetskom prvenstvu ostvariti svoj san. Ali Miguel, koji danas ima 56 godina, neće na prvenstvu zaigrati kao igrač, on će Brazil predstavljati kao neurlog i bit će autor demonstracije izvučene ravno iz SF romana. 12. lipnja, tijekom ceremonije otvaranja prvenstva, osam paraliziranih osoba će doći na središte terena. Sedmorica će sjediti u invalidskim kolicima, a osmi će stajati. Hodat će nekoliko koraka do lopte. Kad dođe do nje, zamahnut će nogom unatrag i udariti loptu. Neće to biti snažan udarac i lopta će se otkotrljati samo nekoliko metara, ali to će biti dovoljno da veliki nogometni događaj može početi. Kako bi ostvario taj čudesni poduhvat paralizirani muškarac morat će samo pomisliti na hodanje. Bionički egzoskeleton upravljan njegovim umom učinit će ostalo.

Miguel Nicolelis: Egzoskeleton trebao bi biti dostupan svim osobama s paraplegijom

Miguel Nicolelis, koji je stvorio egzoskeleton i tehnologiju koja ga povezuje s ljudskim mozgom, kaže da egzoskeleton radi na istom principu kao i brazilska momčad iz 1970. godine.

"Um tretira egzoskeleton kao ekstenziju svoga tijela“, kaže znanstvenik.

Misterij ljudskog mozga

Um paralizirane osobe prema egzoskeletonu se odnosi kao prema nogama, a Peleov um je loptu promatrao kao na produžetak nogu. To nije nekakva zen teorija – to je znanost utemeljena na godinama rada koje je Miguel proveo na istraživanju neuroplasticiteta, principa po kojem je mozak u stanju samog sebe premrežiti, ovisno o novonastalim okolnostima te inkorporirati vanjske elemente.

Puno prije nego se egzoskeleton mogao isprobati na ljudima, Miguel je vršio pionirske eksperimente s egzoskeletonima na majmunima u svome laboratoriju na sveučilištu Duke (SAD). No temelje teoriji neuroplasticiteta udario je dr. John Caas, prema Miguelu jedan od najvećih znanstvenika 20. stoljeća.

Stoljećima su studenti medicine učili da se mozak, kad se razvije, više ne mijenja, sve dok u starosti ne počne postepeno propadati. Također se učilo da su različita područja mozga odgovorna za različite funkcije. Vjerovalo se da su pojedini neuroni iz svakog područja odgovorni za pojedine zadaće. Ako je neuron zadužen za određenu zadaću oštećen, vjerovalo se da je sposobnost za izvršavanje te zadaće izgubljena. Slično, ako su putevi kojima putuju senzo-motorički signali prema mozgu oštećeni, taj dio mozga je uništen zauvijek, neuroni nisu stanju preuzeti nove funkcije, vjerovalo se.

Ispostavilo se da je mozak bio jako podcijenjen. Preko rada s primatima dr. Caas i njegovi suradnici dokazali su da je mozak adaptibilan, ako neuroni propadnu, drugi neuroni su u stanju preuzeti njihove funkcije. Ako je put blokiran, kao što je slučaj kod ozljeda leđne moždine, novi putevi se mogu formirati. Mozak neće funkcionirati na isti način kao ranije, ali će funkcionirati. Čak može funkcionirati učinkovitije. To je neuroplasticitet.

"Plasticitet je osnova svega što radimo“, kaže Miguel Nicolelis. "Caas je moj heroj“.

Pioniri neuroloških istraživanja 

Dok je dr. Caas radio na počecima neuroplasticiteta, Miguel Nicolelis je bio pred diplomom na medicinskom fakultetu u Sao Paulu. Još od srednje škole planirao je postati neurokirurg. No kako se približivao kraju studija sve više ga je privlačilo jedno drugo istraživanje. Zanimalo ga je je li moguće napraviti 3D mapu mozga i upitao je svoga ondašnjeg mentora gdje bi mogao raditi na tom cilju. "Idi na aerodrom, kupi kartu za Ameriku i probaj uvjeriti lude Amerikance da te financiraju“, rekao mu je.

Tako je Miguel otišao u SAD na doktorat u sveučilište u Hahnemanu u Philadelphiji. Ispostavilo se da će mu na sveučilištu suradnik biti John Chapin, znanstvenik koji je radio na razvijanju senzora koji bi mogli čitati signale različitih neurona u isto vrijeme. Do tada su se neurolozi služili senzorima koji su mogli čitati signale od isključivo pojedinog neurona. To se činilo dovoljno dok su znanstvenici bili uvjereni da pojedini neuroni odgovaraju samo za točno određene zadaće. Kako je teorija plasticiteta dokazala da skupine neurona rade zajedno, Chapin i Nicolelis željeli su biti u stanju čitati signale koje šalju ti klasteri neurona.

Tijekom slijedećih pet godina uspjeli su konstruirati senzore tanke poput malih dlačica koji su bili u stanju činiti baš to. Danas postoje senzori koji mogu čitati 1800 različitih neuronskih klastera u isto vrijeme.

Otprilike u isto vrijeme pojavile su se dvije studije koje su pokazale da mozak osoba koje intenzivno razmišljaju o nekoj aktivnosti pokazuje procese kao da se te aktivnosti uistinu i događaju. Mapiranje tih procesa pokazalo je da su osobe u stanju snagom misli osnažiti postojeće sinapse, ali i stvoriti nove. Ovi nalazi potvrdili su teoriju koju je 1890. godine predložio španjolski nobelovac i pionir rane neurlologije Ramon y Cagal koji je rekao: "Svatko, ako se dovoljno potrudi, može oblikovati svoj mozak“.

Ključ oblikovanja, vjerovao je, intenzivna je mentalna vježba. Cagal nije nikada mogao dokazati svoju ideju, ali stoljeće kasnije teorija neuroplasticiteta je potvrdila njegove tvrdnje. Isti principi su u temelju Nicolilisovih istraživanja i pomogli su dovesti do egzoskeletona koji će biti predstavljen na otvaranju Svjetskog prvenstva u Brazilu.

Piše: Branimir Šutalo

Objavljeno: 03.06.2014