Με τα δεκάδες καλώδια να κρέμονται, το «κράνος» το οποίο δημιούργησαν οι επιστήμονες από το αμερικανικό πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, με επικεφαλής τον καθηγητή Ζοζέ Κοντρέρας-Βιδάλ, σίγουρα ξενίζει ως προς την εμφάνισή του. Ωστόσο, το συγκεκριμένο σκάφανδρο υπόσχεται να βελτιώσει δραστικά την καθημερινότητα εκατομμυρίων ανθρώπων σε όλο τον κόσμο, οι οποίοι αντιμετωπίζουν κινητικά προβλήματα. Κι αυτό γιατί, όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες, θα επιτρέψει σε όλους αυτούς τους ανθρώπους να χειρίζονται με τη σκέψη μια σειρά συσκευών που θα υποκαθιστούν τα ανάπηρα άκρα τους – από ρομποτικά χέρια και πόδια, τα οποία θα εμφυτεύονται σε όσους έχουν υποστεί ακρωτηριασμό, μέχρι ειδικές μηχανικές στολές (γνωστές σαν εξωσκελετούς) οι οποίες θα δίνουν τη δυνατότητα σε άτομα που έχουν μείνει παράλυτα λόγω κάποιας ασθένειας ή ατυχήματος να ξαναπερπατήσουν.
Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, το κράνος θα αναλαμβάνει να διαβάσει τις «σκέψεις» αυτού που το φοράει, ώστε να τις μεταφράζει σε εντολές προς τη συσκευή. Για να το καταφέρει, χρησιμοποιεί καλώδια για να καταγράφει την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου, όπως ακριβώς κάνει κι ένας κλασικός ηλεκτροεγκεφαλογράφος. Στη συνέχεια όμως, χάρις στο ειδικό λογισμικό του, το σκάφανδρο μπορεί να ξεχωρίζει και να αποκωδικοποιεί εκείνα τα εγκεφαλικά σήματα που σχετίζονται με την κίνηση των άνω και κάτω άκρων. Ετσι ώστε, αν κάποιος ασθενής με ρομποτικό χέρι θελήσει να σηκώσει ένα αντικείμενο, για παράδειγμα, το μόνο που θα πρέπει να κάνει είναι να σκεφτεί την κίνηση.
Οι Αμερικανοί ερευνητές προβλέπουν πως μέσα σε λίγα χρόνια η εφεύρεσή τους θα έχει ολοκληρώσει τις απαραίτητες δοκιμές, για να ξεκινήσει να παράγεται και να χρησιμοποιείται μαζικά. Αλλωστε, πριν από λίγες ημέρες δημοσίευσαν στην επιστημονική επιθεώρηση Journal of Neurophysiology την πιο πρόσφατη μελέτη τους, η οποία στηρίχθηκε σε πειράματα σε εθελοντές που περπατούσαν πάνω σε διαδρόμους γυμναστηρίου, ενώ παράλληλα καταγραφόταν η εγκεφαλική τους δραστηριότητα. Σύμφωνα με τη μελέτη, τα συγκεκριμένα πειράματα είχαν ως αποτέλεσμα το κράνος να μπορεί πλέον να αναγνωρίζει με αξιοπιστία όλα τα εγκεφαλικά σήματα που έχουν να κάνουν με τις τρισδιάστατες και συντονισμένες κινήσεις του γονάτου, του αστράγαλου και των υπόλοιπων αρθρώσεων των κάτω άκρων κατά τη βάδιση – και επομένως ότι πλέον είναι σε θέση να τα «μεταφράζει» σε εντολές για οποιοδήποτε ρομποτικό υποκατάστατο του ποδιού ή εξωσκελετό. Κάτι που, πριν από δύο χρόνια, είχε επιτευχθεί και στην περίπτωση των κινήσεων του χεριού.
Η εφεύρεση έρχεται σε μια εποχή που η έρευνα για την ανάπτυξη προσθετικών μελών έχει προχωρήσει σε τέτοιο βαθμό, που αρκετά ιδρύματα και πανεπιστήμια έχουν κατασκευάσει τεχνητά άκρα τα οποία αντιγράφουν πολλές από τις λειτουργίες των φυσικών μελών – π.χ. η Υπηρεσία Προηγμένων Αμυντικών Ερευνητικών Προγραμμάτων (Darpa) των ΗΠΑ ανέπτυξε έναν ρομποτικό βραχίονα, που μπορεί να στρέφεται και να λυγίζει με 24 διαφορετικούς τρόπους. Επίσης, εταιρείες όπως η Rexbionics από τη Νέα Ζηλανδία έχουν δημιουργήσει εξωσκελετούς οι οποίοι καταργούν τα αναπηρικά καρότσια και τις πατερίτσες. Καθώς όμως τέτοιες ρομποτικές στολές λειτουργούν έως σήμερα στην πλειονότητά τους με χειριστήρια, το κράνος του αμερικανικού πανεπιστημίου θα δίνει τη δυνατότητα σε όσους τις χρησιμοποιούν να τις χειρίζονται με πιο φυσικό τρόπο, διατηρώντας ελεύθερα τα χέρια τους.
Οσον αφορά τα προσθετικά μηχανικά μέλη, από την άλλη πλευρά, το σκάφανδρο εξασφαλίζει ότι η συσκευή θα δέχεται εντολές μέσω των «σκέψεων» του χρήστη, χωρίς να χρειάζονται περίπλοκες επεμβάσεις τοποθέτησης ηλεκτροδίων ή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων στον εγκέφαλό του – όπως συμβαίνει με τον ρομποτικό βραχίονα της Darpa, ο οποίος για να λειτουργήσει θα πρέπει να εμφυτευθεί στον εγκέφαλο ένα ειδικό μικροτσίπ. Το σκάφανδρο, αντίθετα, βασίζεται στο ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, μια μη επεμβατική και συνεπώς απόλυτα ασφαλή τεχνολογία. Επίσης, φαίνεται πως μπορεί να καταγράφει την εγκεφαλική δραστηριότητα με εξαιρετική λεπτομέρεια, ώστε να μπορεί να ξεχωρίζει εκείνα τα ηλεκτρικά σήματα που αφορούν τις κινητικές εντολές του εγκεφάλου. Διαψεύδοντας έτσι όσους επιστήμονες υποστηρίζουν εδώ και χρόνια ότι το κρανίο απορροφά μεγάλο μέρος των σημάτων, με συνέπεια να μην μπορούν αυτά να ανιχνευθούν με μεγάλη αξιοπιστία πάνω από τα κρανιακά οστά.
Ολα αυτά τα πλεονεκτήματα εξηγούν γιατί η Darpa και η Rexbionics συνεργάζονται ήδη με το Πανεπιστήμιο του Maryland για τη χρήση του κράνους στις συσκευές τους. Στην ίδια μελέτη, άλλωστε, οι επιστήμονες αποδεικνύουν πως η εφεύρεσή τους είναι η πρώτη που μπορεί να αποκωδικοποιεί τα εγκεφαλικά σήματα εξίσου αποτελεσματικά με τα εμφυτεύσιμα ηλεκτρόδια. Τη στιγμή που, για να εξοικειωθεί κάποιος στη χρήση της, δεν θα χρειάζεται περισσότερο από 40 λεπτά εκπαίδευσης.
«Φυσικοθεραπεία του εγκεφάλου»
Καθώς το κράνος το οποίο ανέπτυξε το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ έχει τη δυνατότητα να αναγνωρίζει τις εντολές κίνησης που δίνει ο εγκέφαλος, οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι θα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον χειρισμό και άλλων συσκευών, όπως υπολογιστών ή αναπηρικών αμαξιδίων, αποκλειστικά με τη σκέψη. Εξίσου σημαντική όμως είναι και η προοπτική της «φυσικοθεραπείας του εγκεφάλου» που μελετούν, ώστε το σκάφανδρο να συμβάλει στο να ανακτήσουν τις κινητικές τους δεξιότητες άνθρωποι που έχουν υποστεί εγκεφαλικό ή έχουν τραυματιστεί στο κεφάλι. Πιο συγκεκριμένα, από τη στιγμή που οι ερευνητές γνωρίζουν ποιες περιοχές του εγκεφάλου εμπλέκονται υπό φυσιολογικές συνθήκες στο περπάτημα ή στην κίνηση των χεριών, ο στόχος είναι να βρουν τρόπους εκπαίδευσης ώστε αυτοί οι άνθρωποι να ενεργοποιήσουν ξανά τις συγκεκριμένες εγκεφαλικές περιοχές. Ή, αν αυτές οι περιοχές έχουν νεκρωθεί, να «επιστρατεύσουν» παρεμφερή σημεία του εγκεφάλου, τα οποία θα επιτελούν πλέον τις αντίστοιχες λειτουργίες.
Ετσι, αναπτύσσουν ένα εικονικό περιβάλλον, όπου, μέσω του σκάφανδρου, ο χρήστης θα ελέγχει έναν ψηφιακό χαρακτήρα, τον οποίο θα προσπαθεί να κινήσει με τη σκέψη του. Μέσα από το εικονικό περιβάλλον, ο χρήστης ουσιαστικά θα μαθαίνει να τροποποιεί τα εγκεφαλικά του σήματα, προσαρμόζοντάς τα στη φυσιολογική δραστηριότητα, που θα του επιτρέψει να ελέγξει στη συνέχεια και τα πραγματικά του μέλη.