Kiedy słyszy się, że naukowcy zamierzają poeksperymentować z naszym mózgiem, najczęściej budzi to pewien niepokój. Z jednej strony wielu ludzi ma różne neurologiczne przypadłości, które takich badań wymagają, z drugiej strony o pracy naszego najważniejszego organu ciągle wiemy na tyle mało, że „gmeranie” tam wywołuje dyskomfort. Jednak eksperyment, który chcę tutaj opisać, jest tyleż niegroźny, co błyskotliwy, a do tego zabawny. Naukowcy sprawdzili, czy nasz mózg jest w stanie „obsłużyć” dodatkowego kciuka.
Od przybytku głowa nie boli?
Eksperyment przeprowadzony przez absolwentów Royal College of Art w Londynie nie polegał oczywiście na diabolicznych manipulacjach genetycznych, skutkujących wyhodowaniem dodatkowych kciuków. Naukowcy skonstruowali efektownego, ale dość prostego konstrukcyjnie robotycznego kciuka, sterowanego przy pomocy... nóg.
Dobrze słyszycie, nie zastosowano żadnych kosmicznych technologii typu Neuralink, tylko zmuszono mózgi testowanych, do wytrenowania odruchów pozwalających „na około” korzystać z dodatkowego palca. Takie podejście spowodowane było tym, że u podstaw badania leżało pogłębienie wiedzy o relacjach pomiędzy mózgiem, a klasycznymi protezami.
Kciuki do góry
W tym przypadku mózg miał jednak trudniejsze zadanie, ponieważ musiał wypracować sposób użycia elementu, w naturze nie występującego. Wyniki okazały się mocno zaskakujące, część z 36 uczestników badania stwierdziła, że zaczęła odczuwać, jakby dodatkowy kciuk był częścią ich ciała. Co jeszcze ciekawsze, ponoć kilku uczestników miało opory przed oddaniem urządzenia, a potem odczuwali jego brak jako dyskomfort.
Jak wyglądało cały badanie? Testowanych podzielono na dwie grupy, jedna miała zakładanego kciuka „statycznego”, a druga zrobotyzowanego. Uczestnicy korzystali z urządzeń przez 5 dni i mogli zabierać je do domów, co przekładało się na 2 do 6 godzin czasu użytkowania dziennie. Przed i po eksperymencie mózg każdego z nich został przeskanowany przy pomocy funkcjonalnego rezonansu magnetycznego.
Co ciekawe, do grona testowanych osób nie przyjęto profesjonalnych muzyków. Były obawy, że z powodu wyćwiczonej przez lata praktyki na instrumentach koordynacji pracy palców, a czasem i nóg, wyniki byłyby niemiarodajne dla ogółu społeczeństwa.
Uczestnicy badania używali ręki z kciukiem do budowania z klocków, bawienia się kilkoma piłkami jednocześnie oraz wielu prozaicznych czynności jak mieszanie łyżką, przekładanie stron w książkach itd. Niektóre z czynności powtarzano z zamkniętymi oczami lub wykonywano w czasie... rozwiązywania zadań matematycznych.
Dwusilnikowy robokciuk
Części do budowy dodatkowego kciuka wydrukowano na drukarce 3D. Urządzenie było noszone na dłoni, pod małym palcem i poruszało się dzięki zastosowaniu dwóch silniczków. Ich sterowanie realizowane było bezprzewodowo przy pomocy czujników nacisku umieszczonych w butach, pod palcami stóp.
Choć sterowanie stopami może wydawać się nieintuicyjne, trudne i dziwaczne, twórcy eksperymentu porównali je do prowadzenia samochodu, używania maszyny do szycia, czy gry na pianinie. Ludzie używają tam nożnych pedałów i nie nastręcza im to żadnych trudności, co więcej, po pewnym czasie przestajemy te czynności zauważać.
Mózg się zmienia
Naukowców zaskoczyła szybkość z jaką uczestnicy nauczyli się wykorzystywać ten nienaturalny dodatek. W miarę trwania eksperymentu zauważyli, że zaczęły zmieniać się wzorce koordynacji pracy palców „upgradowanej” dłoni. Zmiany zaobserwowano zarówno w samych ruchach, jak i w pracy mózgu.
Jak wyjaśnili autorzy, w korze sensomotorycznej mózgu, każdy pojedynczy palec jest reprezentowany oddzielnie od pozostałych, tworząc swoistą reprezentacją dłoni. Po kilkudniowym użytkowaniu kciuka, zaobserwowano, że wzorce aktywności neuronalnej odpowiadające poszczególnym palcom stały się mniej wyraźne i jednocześnie bardziej do siebie podobne.
Naukowcy uważają, że w związku z tymi obserwacjami należałoby dokładnie zbadać wpływ protez motorycznych na mózg osób w nie wyposażanych, zanim zacznie się wprowadzać je na szerszą skalę. O ile w przypadku osób z niepełnosprawnością, gdzie takie urządzenia zastępują naturalną część ciała problemów być nie powinno, powstaje pytanie co w przypadku długotrwałego użytkowania np. egzoszkieletów wspomagających pracę zdrowych ludzi. Wbrew pozorom do storzenie użytecznych urządzeń tego typu tak wiele nam nie brakuje.
To nie koniec
Wyniki prac są na tyle ciekawe, że eksperyment ma być kontynuowani, a nawet rozwinięty. Twórcy chcą opracować urządzenie, które nie będzie przeszkadzać w chodzeniu (tak było w przypadku opisywanej tu wersji), a także przeprojektować je tak, aby dało się ją nosić w czasie przeprowadzania rezonansu, tak, aby móc badać mózg w czasie używania kciuka.
