Minden évben megrendezik az agykutatás nemzetközi hetét, a Brain Awareness Weeket – idén Budapesten március 17-én és 18-án kerül sor az eseménysorozatra az ELTE-n. A rendezvény középpontjában a játék és az agy kapcsolata áll majd. Az egyik hazai szervező, Balázsfi Diána az MTA támogatásával a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben (KOKI) útjára indított Rendszer-Neurobiológia Lendület Kutatócsoport munkatársaként dolgozik.

– 2016-ban egy nagyon érdekes témáról adott elő, amely szerintem sok ember fantáziáját megmozgatja: a biorobotikáról. Régen a műszaki tudományok és a biológia messze voltak egymástól. Manapság viszont egyre inkább közeledik a két terület, sőt már közös keresztmetszete is van. Az előadásában említett is egy konkrét példát erre.

– Hogyan lehet összehasonlítani az élő szervezetben előforduló in­for­má­ció­fel­dol­go­zó és információtároló szerkezetet, vagyis az agy, illetve a számítógép hasonló célú működéseit? A Caenorhabditis elegans – általánosan hasz­nált rövidítéssel a C. elegans – fonálféreg egyszerű anatómiai felépítése miatt régóta gyakran használt modellállat a kísérleti biológiában. Egy nemzetközi projekt keretében feltérképezték e faj teljes konnektomját. Ez azt jelenti, hogy felderítették az idegsejtek között lévő összes kapcsolatot, és ezt egyfajta kapcsolási rajzként megjelenítették a számítógépen. (A virtuális C. eleganst bárki megtekintheti a www.openworm.org weboldalon – a szerk.) Ennek a fonálféregnek 302 neuronja – idegsejtje – van, amelyek körülbelül 7 500 összeköttetéssel, szinapszissal kapcsolódnak egymáshoz és az izmokhoz. Ma itt tart a tudomány: modellezni tudtuk a fonálféreg idegrendszerét a számítógépen. A kutatók azt írják, hogy a számítógépes környezetben a rendszer részeiből összeálló magasabb szintű tulajdonságként, azaz emergens módon megjelent az állat viselkedése is. Az, hogy ez adott környezetben mennyire fedi a valóságot és jellemzi a valódi élő állat viselkedését, még kérdéses, mindenesetre egy érdekes előrelépés abba az irányba, hogy modelljeinket másképpen is felépíthetjük.

– Mi a helyzet az emberi agy kutatásával?

– Az állatok világában a C. elegans idegi hálózata a skála egyik végén van a bonyolultság, komplexitás szempontjából; a másik végén a delfin, az emberszabású majmok és az ember találhatók. Ha egy ilyen összetett rendszert, az emberi agyat akarnánk egy modellel leírni, az rengeteg vizsgálatot igényelne, illetve hatalmas információt hordozna magában. Az embernek nagyjából 80–100 milliárd idegsejtje van, és köztük 60–100 billió (10¹⁴) szinapszis teremt kapcsolatot. Az embernek tehát 10–15 milliárdszor több szinapszisa van, mint a fonálféregnek. Ha mindezt számítógépen szeretnénk vizsgálni, egy általános mai személyi számítógép biztosan nem elegendő kapacitású a modellezéshez.

Visszatérve az interjú elején feltett kérdésre: tény és való, hogy egyik oldalon a biológia és az orvoslás, másrészt a robotika, a műszaki, mérnöki tudományok egyre közelebb kerülnek egymáshoz. Ezt több nézőpontból közelíthetjük meg. Az egyik szerint megvizsgáljuk a természetben előforduló élőlényeket, szervezeteket: hogyan alkalmazkodtak a környezethez? Nekik évmillióik voltak arra, hogy az evolúció során a legtökéletesebb tulajdonságokat, stratégiákat fejlesszék ki. Megpróbáljuk ezt a tudást, ezeket a már létrejött formákat felhasználni olyan robotok létrehozására, amelyek hasznosak lehetnek számunkra. Az ezzel foglalkozó tudományterületet nevezik bionikának. A bionika nagyon hasznos lehet például katasztrófák után: felhasználásával olyan kis robotokat készíthetünk, amelyek képesek a mentési munkálatokban segíteni. Olyan kisméretű, apró helyekre be tudnak férkőzni, ahova az ember nem képes. A bio-robotikát a másik irányból is megközelíthetjük: ilyenkor a biológiai szervezeteket valamilyen módon befolyásoljuk. Vizsgáljuk az egyes agyterületeket: ha ingereljük, vagy gátoljuk őket, akkor milyen változásokat idézünk elő ezzel. A harmadik csoport az, amikor a biológiai szervezetek és a mechanikai szerkezetek ténylegesen együttműködnek. Ez nagyon fontos lehet az orvostudományban. Ide tartoznak például a bio­-na­no­tech­nológia módszerei. Létrehozhatunk kiborgokat is – ez a szó a közbeszédben kissé negatív felhanggal rendelkezik. Ez egy nagyon tág fogalom, de már manapság is léteznek idetartozó eszközök, szervezetek. Például ki­borg­nak nevezhetünk akár egy olyan embert is, akinek a szívritmust szabályozó pace­makere van.

– A kiborg tehát egy részben biológiai szövetből, részben pedig technikai eredetű, műszaki dolgokból álló szervezet?

– Így van.

– Elképzelhetünk egy spektrumot, amelynek az egyik végén a szemüveg és a pacemaker található, a másik végén pedig akár a Terminátorhoz és a sci-fi filmek más szereplőihez is eljuthatunk?

– A másik véglet lehet a science fiction filmekből jól ismert Robotzsaru is. Az első harmad környékén pedig a mára valósággá vált művégtagok találhatók. Szerintem középen kellene megállni: itt találhatók azok az eszközök, amelyek nagyon fontosak és hasznosak lehetnek az emberek számára. Ha valaki balesetben elveszti a végtagját vagy lebénul, akkor vissza tudják pótolni ezeket a funkciókat.

– A sci-fi filmekben a kiborgokat gyakran félelmetesnek állítják be. Amit most egyelőre látunk belőlük, az inkább pozitív, hiszen ezek gyógyászati alkalmazások. A téma fontos etikai problémákat is fölvet. Vannak olyan kutatások is, amelyek szintetikus baktériumot próbálnak létrehozni, és ma már külön tudományág a mesterséges intelligencia, a mesterséges élet.

– Ez a bioetika, illetve annál tágabban az általános etika kérdésköre. Fontos elmondani, hogy a sci-fi filmek – szórakoztató szerepükön kívül – igen hasznosak is lehetnek, ugyanis a folyamat negatív következményeit is felvetik, felhívják az ember figyelmét arra, hogy már most el kell kezdeni gondolkodni azon, hogy a jövőben ezeket a dolgokat hogyan kezeljék/kezeljük. Nagyon fontos az ilyen etikai problémákra megoldást találni.

– Van egy érdekes különbség az élő szervezet és a gép között: az emberi idegrendszer működése, jeltovábbítása alapjaiban más felépítésű, mint ami mentén a számítógép működik.

– Szerintem felesleges összeméregetni, hogy az ember és a robotok vagy akár a számítógépek mire képesek. Ugyanis a robotokat, a számítógépeket azért hoztuk létre, hogy segítsék a munkánkat. Tehát igazából a mi gyengeségeinket küszöbölik ki. Mi nem tudunk olyan bonyolult számítási feladatokat megoldani, mint a számítógép, viszont a térbeli elemzésünk, a helyzetfelismerés, a problémamegoldó és a kutatáshoz is elengedhetetlen új összefüggések felfedezésének képessége nálunk sokkal jobban működik. A számítógépek nem látnak ki bizonyos keretek közül; legalábbis a tudomány jelenlegi állása szerint.

BAJOMI BÁLINT

2017/7