Hakowanie ludzkiego ciała według Ricka i Morty'ego15.10.2019

Rick i Morty to animowany serial dla dorosłych, który opowiada o przygodach Ricka Sancheza – szalonego naukowca, który nie stroni od ekscentrycznych naukowych eksperymentów – i jego wnuka, Morty’ego Smitha. Początkowo animacja miała być tylko parodią kultowego filmu Powrót do przyszłości, jednak bardzo szybko rozwinęła się w ekscentryczny komentarz dotyczący współczesnego świata. Niedawno nakładem wydawnictwa Znak ukazała się książka The Science of Rick and Morty, która dostarcza naukowych odpowiedzi na pomysły bohaterów serialu. Są wśród nich idee całkiem odrealnione, jak np. polizanie karalucha, które ma pomóc przejąć nad nim kontrolę albo próby włamania do ludzkiej pamięci, ale też bardziej przyziemne, jak np. te dotyczące hakowania ludzkiego ciała. Publikujemy fragment książki autorstwa Matta Brady’ego, zaadoptowany na potrzeby Papaya.Rocks.

[...] Rick zainstalował sobie w ciele następujące cybernetyczne ulepszenia:

• obronną siatkę z nanowłókien w naskórku
• cybernetyczne ramię (pojawia się w Wirującym Drżeniu, później zostaje odgryzione i odrasta w Propozycji dla Beth)
• cybernetyczne oko (które pozwala zobaczyć niewidzialnych żołnierzy prezydenta w Selfie w Białym Domu i pełni funkcję urządzenia celowniczego w Wirującym Drżeniu)
• dodatkowe ulepszenia w nogach, sercu i mózgu (widzimy je na lotniskowym skanerze w Wirującym Drżeniu).

Do tego dochodzą ulepszenia wprowadzone u innych postaci, na przykład Krokobota należącego do drużyny Obrońców, cybernetyczne urządzenia dla Pimpka, przepaska na oko, którą nosi Zły Morty, czy wreszcie przemiana Człowieka Ptaka w Człowieka Feniksa. Aha, no i Morty, który może się przeobrazić w samochód.

No dobrze, to ostatnie jest strasznie... dziwaczne, nawet jak na standardy Ricka i Morty’ego.

W serialu pojawia się wiele przykładów technologii usprawniających ludzi (albo inne istoty), ale skupmy się na Ricku, który ulepszył sobie wszystko: kończyny, oczy, serce, mózg... nawet skórę.

Marzenie o połączeniu maszyn i ludzi powstało ponad wiek temu. Narodziło się we Francji w 1911 roku wraz z publikacją powieści Le Mystère des XV (Tajemnica XV) Jeana de La Hire’a.

 

Z tego powodu Rick będzie się niektórym kojarzył z doktorem Frankensteinem – naukowcem, który nie potrafi się zadowolić stanem obecnym i któremu nieposkromiona pycha każe podjąć próbę poprawiania natury. Dlaczego nie miałby tego zrobić? Ostatecznie ludzkie ciało mogłoby być bardziej wytrzymałe, jego składniki ulegają zużyciu, a w systemie operacyjnym (układach nerwowym, mięśniowym, krwionośnym i innych) przydałoby się wprowadzić kilka poprawek, zwłaszcza w kontekście dokonanych w ostatnich dekadach odkryć związanych z komputerami, technologią i materiałami.

Jeżeli mamy omawiać hakowanie ludzkiego ciała, musimy najpierw uporządkować terminologię.

• Cybernetyka – ogólny termin, który w przybliżeniu oznacza łączenie biologii z technologią z zastrzeżeniem, że powstały system musi być układem zamkniętym.
• Układ zamknięty – koncepcja powstała w obrębie cybernetyki, która mówi, że nie wystarczy, by urządzenie było tylko przyczepione do organizmu, lecz także musi zostać z nim zintegrowane. Oznacza to, że system wywołuje jakąś zmianę, otrzymuje informacje o jej skutkach, po czym w odpowiedzi na nie sam się zmienia. W codziennym życiu stykamy się z tym mechanizmem na każdym kroku. Sięgamy po jakiś przedmiot, czujemy, że jest gorący, i odsuwamy dłoń. Nasze mózgi wyewoluowały w taki sposób, żeby w tak oczywiste sprawy w ogóle nie angażować świadomości.
• Bionika – modny termin określający zastępowanie części żywego organizmu częścią mechaniczną.
• Cyborg – skrót od „cybernetyczny organizm”. Termin funkcjonuje od 1960 roku, kiedy został ukuty przez Manfreda Clynesa i Nathana S. Kline’a. Uczeni ci poszukiwali słowa na określenie usprawnionych istot ludzkich, które byłyby zdolne do przetrwania w środowisku pozaziemskim albo z innych powodów nieprzyjaznym dla zwykłych ludzi. I tym razem mamy do czynienia z terminem o wielu definicjach. Za cyborga możemy uznać osobę z rozrusznikiem serca albo nawet z soczewkami kontaktowymi. Może oznaczać kogoś posługującego się egzoszkieletem w pracy albo połączenie człowieka i maszyny zaprojektowane tak, żeby wyglądało jak ten pierwszy albo stanowiło swego rodzaju mieszaninę obu. Tak czy inaczej, wyznacznikiem „cyborgowatości” jest układ zamknięty. Maszyna i człowiek są jednością, a technologia jest uważana za składową istoty cyborga.

I wreszcie...

• Transhumanizm – również w tym przypadku mamy do czynienia z dość szerokim i elastycznym pojęciem, niemniej odnosi się ono przede wszystkim do przekonania, że jako ludzie powinniśmy zwiększać nasz poznawczy i fizyczny potencjał przy wsparciu technologii. Choć Rick jest bez wątpienia naukowcem, usprawnienia, które wprowadza, mają naturę transhumanistyczną, nie są bowiem zwykłymi zamiennikami zużytych części.

Wykorzystując przywołane pojęcia, możemy śmiało stwierdzić, że dzięki postępom w cybernetyce przekształcimy się w społeczeństwo transhumanistycznych cyborgów wyposażonych w coraz większą liczbę bionicznych części, a proces ten już się rozpoczął. Niektórzy z pewnością uznają tę wizję za zbyt przerażającą, co jednak wcale nie oznacza, że należy taką przyszłość uznać za złą.

Mamy do czynienia z kolejną ideą, która wydaje się prosta w książkach i filmach, ale okazuje się dość skomplikowana, kiedy próbujemy przenieść ją do realnego świata.

 

Marzenie o połączeniu maszyn i ludzi powstało ponad wiek temu. Narodziło się we Francji w 1911 roku wraz z publikacją powieści Le Mystère des XV (Tajemnica XV) Jeana de La Hire’a. Jej bohaterem jest Nyctalope (tak naprawdę Léo Sainte-Claire), prawdopodobnie pierwszy superbohater. Nyctalope miał sztuczne serce, zdolność widzenia w ciemnościach i inne moce. Wszystkie zawdzięczał technologii. Od tego czasu powstały setki, jeśli nie tysiące wariacji na ten sam temat, które zyskały taką popularność, że pojęcie „cyborg” funkcjonuje w powszechnym rozumieniu jako określenie istoty łączącej w sobie życie biologiczne z technologią komputerową albo inną.

Dokładniejsza analiza uświadamia nam jednak, że mamy do czynienia z kolejną ideą, która wydaje się prosta w książkach i filmach, ale okazuje się dość skomplikowana, kiedy próbujemy przenieść ją do realnego świata. Mimo to rozwój technologiczny i naukowy szybko przybliżają nas do momentu, w którym wizja może stać się rzeczywistością.

Ludzie podchodzący do cybernetyki na podobnej zasadzie jak Rick dążą do ulepszenia swoich ciał i zmysłów, mimo że motywem ich działania nie jest choroba. Są hobbystami, grindersami, hakerami DIY.

 

Warto zauważyć, że choć rozwiązania technologiczne zastosowane przez Ricka są (o ile nam wiadomo) ulepszeniami (to znaczy dzięki nim jego umysł i ciało działają sprawniej niż normalnie), większość prowadzonych obecnie badań skupia się na innych zagadnieniach. Współczesna cybernetyka ogranicza się w gruncie rzeczy do zabiegów terapeutycznych: leczenia albo łagodzenia skutków chorób, poprawiania jakości życia, a często również jego przedłużania. Choć opracowane terapie pozwalają na stworzenie elementów zastępczych działających lepiej od oryginalnych części, ulepszenie nie jest samo w sobie celem. Z kolei ludzie podchodzący do cybernetyki na podobnej zasadzie jak Rick dążą do ulepszenia swoich ciał i zmysłów, mimo że motywem ich działania nie jest choroba. Są hobbystami, grindersami, hakerami DIY (do it yourself – zrób to sam).

Spotkanie umysłu i maszyny – dosłownie

Jeżeli chcielibyśmy sterować maszyną za pomocą mózgu (i pośredniczącego między nimi układu nerwowego), to czy będzie chodziło o cybernetyczne ramiona, nogi, oczy albo cokolwiek, co działa poza naszą świadomością, musielibyśmy przede wszystkim znaleźć sposób na komunikację z maszyną. Możemy tego dokonać za pomocą interfejsu mózg–komputer (BCI). Mimo że istnieją różne typy BCI, ich zadanie polega na tym samym: odczytaniu informacji powstałej w mózgu (czyli sygnału biologicznego przesyłanego między neuronami za pomocą impulsów elektrycznych) i zamienieniu jej na komendę zrozumiałą dla maszyny, która mogłaby zostać przesłana do mięśni albo cybernetycznych protez. Proteza lub inne urządzenie powinno przesłać sygnał zwrotny, dzięki któremu powstałby wspomniany wcześniej układ zamknięty.

Jeżeli na przykład u pacjenta z urazem mózgu albo rdzenia kręgowego posłużymy się interfejsem połączonym z zaawansowaną mechaniczną ręką, polecenie podniesienia kubka z kawą powstanie w mózgu pacjenta, trafi do kory ruchowej, ona z kolei zainicjuje skurcz mięśni i za pośrednictwem rdzenia kręgowego prześle informację do konkretnych mięśni sterujących ruchami kończyny. Na jakimś etapie tego procesu (w zależności od tego, która część mózgu pacjenta została uszkodzona) sygnał z mózgu zostanie przechwycony przez BCI i przekazany do protezy, a wtedy umieszczony w niej procesor przetworzy sygnał, dzięki któremu ręka wykona czynności niezbędne do chwycenia i uniesienia kubka z kawą.

W teorii wydaje się to dość proste. W organizmach osób po amputacji wciąż istnieją nerwy, które doprowadzały impulsy do brakującej kończyny, jeśli zatem pobudzimy nerw dochodzący wcześniej do palca wskazującego prawej ręki pacjenta, który stracił całą kończynę górną na wysokości barku, „odczyta” on określone doznanie w nieistniejącym już palcu prawej ręki. Właśnie na tym polega zjawisko tak zwanych fantomowych kończyn, czyli odczuwania amputowanych albo w inny sposób utraconych rąk albo nóg.

Mózgi mają po mniej niż 100 miliardów neuronów, a dodatkowe miliony mieszczą się w rdzeniu kręgowym. Pobranie niezakłóconego sygnału elektrycznego z tylu miliardów rozgadanych komórek nerwowych to nie lada wyczyn.

 

W tym wypadku, żeby poruszyć palcem wskazującym pacjenta, BCI musiałby po prostu przechwycić sygnał z jego mózgu, przesłać go do mechanicznego urządzenia, zebrać od niego informacje zwrotne i przesłać je z powrotem do mózgu.

W rzeczywistości nie jest to wcale takie proste. Mózgi mają po mniej niż 100 miliardów neuronów, a dodatkowe miliony mieszczą się w rdzeniu kręgowym. Pobranie niezakłóconego sygnału elektrycznego z tylu miliardów rozgadanych komórek nerwowych to nie lada wyczyn. Nawet jeśli różne części mózgu zajmują się różnymi zadaniami i wszystkie komórki nie przemawiają jednocześnie, sprawa pozostaje skomplikowana.

Interfejsy mózg–komputer występują pod trzema postaciami: inwazyjną, częściowo inwazyjną i nieinwazyjną. Inwazyjne BCI, jak łatwo się domyślić, są elektrodami umieszczonymi bezpośrednio w substancji szarej mózgu. Można się z nimi komunikować za pomocą specjalnego portu umieszczonego na czaszce. Ponieważ mózg jest podzielony na różne obszary zawiadujące określonymi funkcjami, elektrody umieszcza się tam, gdzie mózgowi potrzebne jest wsparcie, na przykład w korze wzrokowej albo ruchowej. Inwazyjne BCI zastosowano po raz pierwszy u pacjentów z uszkodzeniami wzroku, a później również u osób z problemami motorycznymi, którym trzeba było przywrócić zdolność ruchu albo umożliwić wykonywanie go za pomocą urządzenia mechanicznego.

Częściowo inwazyjne BCI umieszcza się we wnętrzu czaszki, ale zwykle nie osadza się ich w substancji szarej. W porównaniu z inwazyjnymi BCI niosą mniejsze ryzyko powikłań i odrzucenia, a co więcej, wymagają zwykle krótszego treningu. Jak we wszystkich BCI impulsy zwrotne trafiają z powrotem do urządzenia.

Nieinwazyjne BCI polegają często na kontrolowaniu urządzeń za pomocą elektroencefalografii, czyli odczytywania aktywności mózgu i układu nerwowego dzięki czujnikom umieszczonym na czaszce i w innych miejscach. Jako technologia nieinwazyjne kontrolery są tanie i nie wiążą się z ryzykiem powikłań pooperacyjnych, niemniej czaszka może wygłuszać sygnały dobiegające z mózgu. Niektórzy próbują poradzić sobie z tym problemem, tworząc nieinwazyjne BCI służące do sterowania protezami, które odczytują sygnały w miejscu, gdzie zaczynała się amputowana kończyna. Jeżeli nie doszło do uszkodzenia nerwów, nadal dochodzą one do miejsca, w którym dokonano amputacji, i „aktywują się”, kiedy człowiek myśli o poruszeniu kończyną.

Kolejnym krokiem byłaby odbudowa uszkodzonych nerwów prowadzących do mięśni. W takim rozwiązaniu nerwy, które pierwotnie biegły do kończyny (w naszym przykładzie posłużymy się kończyną górną), można przyczepić ponownie do klatki piersiowej albo do mięśni dwugłowych ramienia. Nerw wrasta wtedy w mięsień, którego określone obszary reagują, kiedy pacjent myśli o poruszeniu kończyną. Reakcja mięśni ma wzmocnić pierwotny sygnał, co pozwala na jego zarejestrowanie z poziomu skóry, umożliwiając korzystanie z nieinwazyjnego BCI (pomijając początkowe przekierowanie nerwów). Badacze i pacjenci wiedzą, gdzie dokładnie podłączono poszczególne nerwy (i który mięsień porusza danym palcem), a owe skurcze zostają przełożone na ruchy protezy.

Mikroprocesory umieszczone w samych kończynach uczą się coraz bardziej skomplikowanych ruchów, o których myśli pacjent, dzięki czemu najnowsze sterowane myślami protezy wyglądają jak prawdziwe kończyny, lecz mimo to jest w nich coś niepokojącego.

 

Kiedy pacjent pomyśli o poruszeniu palcem, dochodzi do skurczu fragmentu klatki piersiowej albo mięśnia dwugłowego ramienia, a sygnał ten zostaje odczytany przez interfejs, który przesyła odpowiednią informację do protezy.

Korzystając z takiego rozwiązania, pacjent nie potrzebuje praktycznie żadnego treningu. Wystarczy, że (jak dawniej) pomyśli o wykonaniu czynności ręką, a przekierowane nerwy wywołają skurcz „podłączonego” do nich mięśnia, sygnał zostanie odczytany i przekazany do bionicznej kończyny. Dzięki odpowiednio podłączonym nerwom i nowym czujnikom coraz większa grupa pacjentów może „odbierać” bodźce w kończynach: sygnały są przesyłane w odwrotnym kierunku, z protezy do nerwów, za pośrednictwem interfejsu.

Co więcej, mikroprocesory umieszczone w samych kończynach uczą się coraz bardziej skomplikowanych ruchów, o których myśli pacjent, dzięki czemu najnowsze sterowane myślami protezy wyglądają jak prawdziwe kończyny, lecz mimo to jest w nich coś niepokojącego. To ręka „uczy się”, jak pacjent chce się nią posługiwać, a nie pacjent uczy się posługiwać protezą.

Jeżeli chodzi o usprawnienie mózgu Ricka, o którym dowiadujemy się w odcinku Wirujące Drżenie, domyślamy się, że sam przeprowadził niezbędny zabieg neurochirurgiczny, żeby zachować kontrolę nad tym procesem. W przypadku rąk i nóg nieinwazyjne interfejsy można aktualizować niemal na bieżąco i usprawniać je bez dodatkowych operacji.