A világhírű fizikust, Stephen Hawkingot már régóta mindenféle gépek veszik körül, ezek teszik lehetővé számára, hogy képes legyen valamiféle kommunikációra a külvilággal. Tavaly nyáron ez a környezet újabb elemmel szaporodott: a tudós fején megjelent egy hetyke kis fekete "fejpánt", amelynek célja az, hogy szilárdan megtartson egy gyufásdoboznyi méretű könnyű kis készüléket.

Az iBrainnek nevezett, egyszerű külsejű szerkezet egy olyan kísérletnek az alkotóeleme, amelynek célja, hogy a hosszú ideje az amiotrófiás laterális szklerózisnak vagy Lou Gehrig-kórnak nevezett betegség által megbénított tudóst képessé tegye kommunikálni pusztán a gondolatain keresztül. (A hazipatika.com-on olvasható leírás szerint az amiotrófiás laterálszklerózis - amyotrophiás lateralsclerosis, ALS, Lou Gehring-betegség - az akaratlagosan mozgatható izmokat beidegző agyi és gerincvelői mozgató idegsejtek pusztulásával járó végzetes betegség. A beteg végül teljesen elveszíti mozgásképességét, majd a légzőizmai sem működnek. A betegség 1939-ben került az érdeklődés középpontjába, amikor végleg kettétörte a New York Yankees baseballcsapata híres tagjának, Lou Gehringnek a karrierjét.)

A iBrain azoknak az új generációs hordozható neurális - különleges algoritmust használó - eszközöknek az egyike, amelyeket arra terveztek, hogy segítségükkel észlelhetővé és megfigyelhetővé váljanak például az alvási apnoéra, a depresszióra vagy az autizmusra utaló jellemzők. Az iBraint kifejlesztő csapatot a 32 éves neurológus, Philip Low, a NeuroVigil nevű San Diegó-i cég vezérigazgatója irányítja. Úgy gondolják, az ő eszközük megfelelő alternatívája lehet a drága alváslaborok által használt, több tucat elektródával preparált, gumiból vagy műanyagból készült "fejfedőknek" - arról nem is beszélve, hogy az alváslaborok általában megkövetelik, hogy a beteg ott töltsön egy egész éjszakát.


"Az iBrain valós időben képes az adatgyűjtésre, miközben a vizsgált személy a saját ágyában fekszik, TV-t néz vagy bármi mást csinál" - fogalmazott a The New York Times tudósítójának nyilatkozva Philip Low. A készülék egyetlen csatornát használ az agyból érkező elektromos hullámok felfogására. Ezek a hullámok azok, amelyek a különböző tevékenységekkel vagy gondolatokkal együtt változnak, vagy a betegségek kísérő agyi rendellenességekre utalnak. Ezeknek a nyers hullámoknak a kiolvasása azonban igen nehéz feladat, mert áthaladnak az agy számos redőjén, majd a koponyán is, így értelmezésükhöz különleges algoritmusra van szükség: ennek első változata volt Philip Low PHD-munkája 2007-ben a Kaliforniai Egyetemen.

"Az alapötlet az, hogy megnézzük: ha Stephen képes elméjét következetes és megismételhető minták létrehozására használni, vajon akkor egy számítógép képes-e lefordítani azokat mondjuk egy szóra, egy betűre vagy egy a gép számára értelmezhető parancsra" - fejtette ki Low a Hawkinggal kapcsolatos kísérletről. A kutatók elutaztak Hawkinghoz Cambridge-be, ráadták az iBrain fejpántját, és megkérték: képzelje el, hogy jobb kezével éppen egy gumilabdát markolgat. A fizikus természetesen valójában nem tudta mozgatni a kezét, de agyának motorikus kérge továbbra is kiadja ezt a parancsot, ezáltal pedig az agyban elektromos hullámok jönnek létre.

A Spearsnek elnevezett algoritmus képes volt jelekként felismerni Hawking gondolatait, és a négyzethálón "tüskék" sorozataiként jelenítette meg azokat. "Tudni akartuk, hogy történik-e valami a jelekkel - magyarázta a vezérigazgató -, és tényleg tapasztalhattuk a változást". A NeuroVigil azt tervezi, hogy ezt a vizsgálatot ALS-ben és más neurodegeneratív betegségben szenvedők nagyobb csoportján is megismétlik. A kutatók az előzetes eredményeket Hawking kommunikációs képességének jeleként tekintik, jóllehet az a betegség előrehaladtával egyre csökken.


Dr. Philip Low fején a Neurovigil iBrain nevű eszközével
A 70 éves tudós számára - akinek nevéhez kulcsfontosságú elméleti fizikai alapvetések kötődnek (valamint Az idő rövid története című bestseller) - most egy egyszerű üzenet létrehozása is néhány percet vesz igénybe. Infravörös szemüveget visel, amely felveszi arcának rángatózását, a Cambridge-ben dolgozó teamje pedig szinkron módon követi ennek az "arcdetektornak" a változásait. "Low és a cége kiváló munkát végzett ezen a területen - fogalmazott maga Hawking - Én abban a reményben veszek részt a projektben, hogy gyakorlati tanácsokkal is el tudom látni a NeuroVigilt. Szeretném segíteni a kutatást, ösztönözni az erre a területre irányuló beruházásokat, és ami a legfontosabb: némi jövőbeli reményt nyújtani azoknak, akiknél ALS-t vagy valami más, neurodegeneratív elváltozást diagnosztizáltak orvosaik."

A fizikus más kutatókkal is együttműködött már gondolatainak hatékonyabb megosztása érdekében. Az Intel mérnökei nemrégiben készítettek számára egy személyre szabott számítógépet, amely a tudós mimikáját követő infravörös szemüveggel van összeköttetésben, valamint - a speciális monitorok mellett - kapcsolódik hozzá egy hangszintetizátor és egy webkamera is a Skype használatához. Az Intel olyan új arcfelismerő szoftvert fejlesztett ki ehhez a környezethez, amely képes nyomon követni a véleménynyilvánítást jelző finom változásokat, és segíthet Hawking jobb kommunikációjában.

Low-tól független tudósok azt mondják, hogy ösztönzően hat rájuk az iBrainben rejlő potenciál. "A készülék az egyik legjobb egycsatornás agymonitorozó megoldás" - nyilatkozta Ruth O'Hara, a Stanfordi Egyetem orvosi kara pszichiátriai és magatartástudományi intézetének docense, aki az autizmus vizsgálatánál szándékozik használni az iBraint. Terry Heiman-Patterson, a Drexel Orvostudományi Egyetem neurológusa felfedte: megbeszéléseket folytat a NeuroVigillel, hogy ALS-betegeken kipróbálhassa a készüléket. Ez egyben lehetőséget kínálna arra is, hogy az iBrain hatásfokát össze lehessen vetni a többcsatornás és elektródák sokaságát használó eszközökkel.

"Low azt kutatja, hogyan lehet felismerni a különböző szándékokra utaló jeleket. A dolog azért különösen izgalmas, mert úgy néz ki, hogy valóban képes lesz megcsinálni Stephen Hawking és a többi, ALS-ben szenvedő beteg számára - vélekedett Heiman-Patterson. - A betegek azon túl is szeretnének kommunikálni, hogy szemük behunyásával igent vagy nemet jeleznek. E-mailt akarnak küldeni, le akarják kapcsolni a villanyt, de még inkább arra vágynak, hogy értelmes beszélgetést folytathassanak." Az iBrainhez hasonló célú eszközöket annak értékelésére is használják, hogyan válnak be a kísérleti neurológiai gyógyszerek a klinikai vizsgálatok során. A NeuroVigil mindazonáltal még nem árulta el, hogy mennyibe kerül a készülék.

A cég 2009-ben megállapodást kötött a Hoffmann-La Roche gyógyszergyártó óriással az iBrain teszteléséről, de ezeknek a korai vizsgálatoknak az eredményeit még egyik fél sem hozta nyilvánosságra. A NeuroVigilnek az a stratégiája - amiként Low megfogalmazta -, hogy végigvigye a klinikai vizsgálatokat a Roche-sal és más, iparági, illetve tudományos partnerekkel, végül pedig megszerezze a forgalomba hozatalhoz szükséges engedélyeket az amerikai gyógyszer-ellenőrzési hatóságoktól.

Low úgy tervezi, hogy ezen a nyáron újra találkozik Hawkinggal Cambridge-ben, hogy közösen mutassák be a kezdeti eredményeket egy július elején rendezendő neurológiai találkozón. A NeuroVigil továbbra is kész együttműködni a fizikussal és munkatársaival, hogy tovább finomítsák a Hawking gondolatai által generált jeleket megfejteni hivatott technológiát. "Egyelőre úgy gondolom, hogy a grimaszaim gyorsabbak, mint az agyszámítógép interfész - írta egy asszisztensének küldött e-mailben Hawking -, de hogy ez a helyzet megváltozzon, használni fogom Low rendszerét."

Sok munka van még hátra azonban, beleértve a tudós agyhullámainak integrációját olyan számítógépekkel és eszközökkel, amelyek lehetővé teszik számára a kommunikációt. "Hát nem lenne csodálatos - tette fel Low a költői kérdést -, hogy egy olyan elme, mint amilyen Stephen Hawkingé, még egy kicsivel jobb kommunikációra legyen képes?"