Egy áramkör prototípusát tartja a kezében, amelyen egy számítógépes csatlakozót, egy mikrocsipet, valamint három, egymás csúcsára illesztett, fehér piramist látok. Milyen szerkezet ez tulajdonképpen?
– Öt évvel ezelőtt egy idegrendszer által működtetett, úgynevezett neuroprotézist „álmodtam” meg. E protézis segítségével egy amputált végtagú beteg a saját agyával tud majd ismét mozgatni tárgyakat, és érezni mindazt, amit a művégtaggal megfog. Amit a kezemben tartok, egy olyan intelligens művégtagnak a legfontosabb érzékelő része, amely emberben is alkalmazható formájában két év múlva készül el.
– Mi ennek az eszköznek a működési elve?
– Az intelligens művégtag megépítése három lépcsőben zajlik. Az első probléma, amelyet már megoldottunk, az az idegi jelátalakítás problémája. Ez azt jelenti, hogy bármilyen mesterséges érzékszerv esetén a külvilág ingereit olyan elektronikus jelekké kell átalakítani, amelyek megfeleltethetők az eredeti érzékszervet alkotó receptorok és hozzájuk kapcsolódó idegrostok működésének. Az agyunk csak az így kódolt jelsorozatokat tudja értelmezni. Amit kitaláltam, az azért lett világújdonság, mert ez a készülék pontosan azokat az elektronikus jeleket tudja produkálni, mint amiket az emberi kéz bőrében levő receptorok.
– A második lépcső melyik?
– A Semmelweis Egyetem Testnevelési és Sporttudományi Karán tanítok gyógytestnevelő-tanár szakos hallgatókat. Az általam összeállított tananyag jelentős részét az emberi mozgások szabályozása során megfigyelhető érző- és mozgatórendszeri integráció különböző szintjeinek ismertetése teszi ki. Az intelligens művégtagot egyfajta mesterséges érző- és mozgatórendszeri integrációnak is felfoghatjuk: egyszerre hozunk létre érzékelést és mozgatást, és ezáltal önszabályozóvá válik a rendszer. Például a csúszásmentes fogásnál a mesterséges bőrben keletkező elmozdulások alapján tudja majd a nyomóerőt szabályozni a művégtag.
– Az intelligens művégtag harmadik eleme is az ön találmánya.
– Igen, ez a mesterséges idegsejtkapcsolat vagy szinapszis. Egy olyan felületből áll, amelyhez (állatkísérletes modellben) hozzá tudnak kapcsolódni idegrostok. E kapcsolat kétirányú kommunikációt tesz lehetővé. A mesterséges tapintó- és fogófelületben keletkezett és idegi típusú jelekre szétbontott ingerületet a mesterséges idegsejtkapcsolaton keresztül be tudjuk juttatni az idegrendszerbe, míg a mozgató idegrostokon érkező mozgásmintázatokat kiolvasva, azokra háromdimenziós mozgáspályát tudunk tervezni, amelyet a művégtag majd végrehajt. Én agykutató vagyok. Nekem nem az a feladatom, hogy számítógépes programokat írjak vagy szenzorokat készítsek. Kitalálom az ötletet, pontosan megfogalmazom, hogy mit és hogyan szeretnék készen látni, és ezt különböző szakemberek, cégek valósítják meg. Például a terveim alapján Juhász Márton, aki egy kiváló feltaláló, egy délután alatt elkészítette a mesterséges tapintóegység első működő prototípusát.
– Eddig mindhárom lényegi alkotóelem hiányzott az intelligens művégtag kidolgozásával foglalkozó feltalálók asztaláról?
– Igen. Ezeket az alapelveket tisztáztam és fogalmaztam meg pontosan, és egységes rendszerbe illesztettem.
– A megmaradt amputált végtagcsonkba épített mesterséges szinapszis és a protézis között mi teremt majd kapcsolatot?
– Rádiójelek segítségével alakítunk ki kommunikációs csatornát. Így a művégtagot, amely felfogható úgy is, mint egy kis számítógép, nem szükséges közvetlenül illeszteni, fölcsatolni a megmaradt végtagrészre, hanem távolból is irányíthatom az agyammal.
– Minek nevezik ezt a „piramisos” készüléket?
– Ez egy mesterséges tapintóegység. Ha majd kicsinyítjük, és ebből sokat helyezünk egymás mellé, akkor megkapjuk az emberi bőr szerkezetét, amit barázdák és bőrredők alkotnak. Mi ezt egy nyomtatott áramkörrel modelleztük, amelyre három rétegben piramis alakú vázszerkezetet építettünk, és az egymáshoz illeszkedő oldallapok és csúcsok közé érzékelőket szereltünk. A jelgenerálás annak függvényében történik, hogy milyen irányú és nagyságú erővel mozdítjuk el a tapintóegységet.
– Hogyan jött rá erre a megoldásra?
– 2000 karácsonya előtt épp gyaloglás közben villant az eszembe a teljes intelligens művégtagrendszer. Karácsony és újév között részletesen kidolgoztam, hogyan is kellene mindezt a gyakorlatban megvalósítani. 2001 februárjában már be is nyújtottam a Magyar Szabadalmi Hivatalhoz két bejelentést a mesterséges tapintó- és fogófelületre, valamint a mesterséges szinapszis elektronikai részére. A piramisokat már az első pillanatban magam előtt láttam, és tudtam, hogy ennek majd így kell kinéznie és működnie.
– Stilizált karácsonyfa alakja van ezeknek az egymásra helyezett gúláknak…
– Szép lenne a karácsonyfára asszociálni, de igazából az egymásra rakott tojástartó papírtálcák képe villant be először, és ekkor jöttem rá, hogy az emberi bőr is pont így néz ki és így működik.
– A javulás majd a betegen is múlik, vagy a találmány mindent megold egy csapásra?
– Hogy mindez működjön, a betegnek azt is meg kell tanítani: mit és hogyan kell érzékelnie. Ebben egy speciális mozgástréningnek és a gyógytestnevelőknek lesz majd kulcsszerepük, hiszen az idegrendszernek kell megtanítani, hogy most egy mesterséges végtaggal érzékel, és ennek alapján kell az idegi mozgásválaszt is elkészítenie.
– Milyen intézményes háttérrel rendelkezik munkája során?
– A jogi és szervezeti hátteret részben a Semmelweis Egyetem Anatómiai Szövet- és Fejlődéstani Intézetében működő neurokibernetikai laboratórium nyújtja, amelyet én vezetek. E laboratórium tavaly alakult meg, és célja, hogy Magyarországon fejleszszük ki az első valóban működő, az idegrendszerrel kétirányú kommunikációra képes művégtagot. A főállású munkahelyem az Országos Baleseti és Sürgősségi Intézetben van. Ott most alakult ki az a szervezeti egység a tudományos és kísérleti osztályon belül, ahol elsősorban az intelligens művégtagrendszer orvosi vonatkozású, például a kézsebészettel kapcsolatos kérdéseit kívánom kutatni. Harmadrészben pedig a Semmelweis Egyetem Testnevelési és Sporttudományi Karán számos mozgáselemző, mozgástervező projekt folyik.
– Hogyan áll össze egy ilyen szerteágazó munkafolyamat?
– Minden projektnek hat lépése van, ezeken mintegy létrára felmászva kell végighaladnunk ahhoz, hogy elérjük a kívánt célt. Miután megszületik az ötlet, ki kell dolgozni részleteiben a megvalósítás folyamatát, és meg kell keresni az egyes munkafázisok elvégzésére alkalmas embereket. Ezután jöhet a jogi és intézményi háttér megteremtése, majd ezt követően a megvalósításhoz szükséges anyagi források fellelése. Végül elérkezünk a legkönnyebb és leggyorsabb lépéshez: el kell végezni magát a munkát.
– Önök már e folyamat vége felé járnak a jelek szerint. Milyen anyagi források állnak rendelkezésre?
– 2005 őszén nyertük el a mesterséges tapintó- és fogókészülék három robotujjra építhető változatának elkészítéséhez szükséges 24 millió forintot a Nemzeti fejlesztési terv gazdasági versenyképesség operatív programjának (GVOP) részeként. A mesterséges szinapszis kifejlesztésére más úton szereztem majdnem nyolcmillió forintot. Az emberi kéz ügyességét megközelítő mozgásra képes, úgynevezett kézszimulátor-készülék elkészítésére – amelyet az Országos Baleseti és Sürgősségi Intézetben kívánunk kifejleszteni és a kézsebészetben műtéti tervezésben is alkalmazni – egy további pályázatot adtam be a Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal (NKTH) által meghirdetett Irinyi János program (5LET 2005) keretében. Ezt a pályázatot azonban egy nem létező, mondvacsinált formai okra hivatkozva elutasították. Ez azért sajnálatos, mert e pályázat elnyerése esetén 2007 végére Magyarországon készülhetett volna el a világon az első idegrendszer által közvetlenül vezérelt, érző és mozgató működésre egyaránt képes művégtag, a neuroprotézis prototípusa. Azonban az előttünk álló kétévi nyugodt és eredményes munkavégzés helyett időm jelentős részét megint arra kell majd fordítanom, hogy valamilyen módon előteremtsem a művégtag elkészítéséhez még szükséges 25-30 millió forintot.
– De gondolom, azért erre is csak kitalál valamit?
– Magyarországon rengeteg kutató van, akinek számtalan jó ötletéből alig valósul meg valami. Ugyanakkor hazánknak a szellemi ereje a legfontosabb erőforrása. Nem lenne szabad ezzel ilyen pazarló módon bánni. Ezért hosszabb távon egy olyan kutatás-fejlesztési központot szeretnék létrehozni, amelynek révén bármely életképes ötletet fel tudunk karolni és meg tudunk valósítani. Egy olyan önfenntartó, önfejlesztő rendszert találtam ki, amely kevésbé függne a napi politikai és gazdasági hatásoktól, és nemcsak az Európai Unió, hanem a Távol-Kelet és az egyre dinamikusabban fejlődő Latin-Amerika felé is nyitott. Magyarországnak az élen kell járnia a valódi tudásalapú társadalom megteremtésében, még akkor is, ha Európa el-elmaradozik majd e téren mögöttünk.
origo.hu
Stohl András viharos élete és szerelmei
