Digitális elmetérképek

„Még mindig titok övezi, egyelőre csak a sötétben tapogatózunk” – elmélkedik a számítástudomány professzor. – „Speciális idegsejtek, izmok és inak szintjén lejátszódó jelenségeket teljesen senki nem térképezte fel eddig.”

Az interdiszciplináris, észak-amerikai és európai felsőoktatási intézményeket soraiban tudó nemzetközi kutatógárdához tartozó Pai és társai valami ilyesmire, elménk és testünk bonyolult összjátékainak megfejtésére és plasztikus megjelenítésére készülnek. Céljuk a szakterület első valóban működő számítógépes modelljének kidolgozása, a lehető legprecízebben megjeleníteni, mi történik a „bőrünk alatt.”

Emberek, robotok sirályok és repülők

A projekt az elmetudományok és az agykutatás mellett számos más területre is kiterjed, így hatása például az orvosi és a számítástudományban (például a robotikában) szintén tetten érhető lesz. Egyelőre azonban éppen csak belekezdtek, Pai színtiszta kutatásról beszél, úgyhogy gyors „világmegváltásra” egyik résztvevő sem számít. Sőt, a majdani kimenetek, az alkalmazások, a hasznosulás inkább csak felsejlenek, néhány – az idei SIGGRAPH konferencián bemutatásra kerülő, meglepő (?) módon grafikai, animációs – konkrét kísérletet leszámítva. A neves seregszemlén azt igyekeznek demonstrálni, miként hat az általuk létrehozott testmozgás-modellezés a digitális emberek hitelesebb helyváltoztatására. (Amelyből aztán a filmipar is tanulhat.)

Ehhez természetesen kellett, hogy a projekt máris figyelemreméltó eredményeket mutasson fel: az emberi testről készített számítógépes szimulációik a terület legpontosabbjai, legrealisztikusabbjai közé tartoznak.

Pai robotikai párhuzammal szemlélteti a jelenállapotot: „a mai robotoknak annyi közük van az emberi mozgáshoz, mint repülőknek a sirályokhoz. Hasonlóak a kihívások, de az ember és a sirály mégis teljesen más megoldásokhoz fordulnak, mint a robot és a repülő.”

Orvostudományi távlatok

A kutatók mágneseses rezonanciás képalkotást (magnetic resonance imaging, MRI) használva igyekeznek az emberi testrészeket, működésüket katalogizálni, majd nyomon követni az aggyal folytatott kommunikációik, interakcióik sorát, szövevényes rendszerét. Ezekből a lajstromba vett adatokból készítik el a különböző funkciók 3D-s modelljét.

„Számítástudományi szemmel nézve, teljesen ismeretlen terepen mozgunk” – vallotta be Pai. – „Ez nem olyan, mint amikor egy szoftvert keresünk, aztán bemegyünk valamelyik szakboltba, és megvesszük. Magunknak kell saját szoftvereket fejleszteni.”

Konkrét alkalmazásokról ugyan nem profetizált, de egy orvosi példát azért felvillantott: képzeljük el, hogy a sebész operáció előtt igyekszik tesztelni annak kimenetelét. Mivel minden egyes ember más, a rendelkezésére álló általános modellekkel a semminél ugyan többre, de végső fokon nem sokra megy. Viszont az MRI segítségével létrehozott egyénre szabott modell esetében teljesen más a helyzet. A sebésznek nem kell találgatnia, csalóka valószínűségeket számolgatnia, sokkal pontosabban tudja, mi várható.

Pai másik példája az idegrendszer rosszul vagy egyáltalán nem működő részeit helyettesítő neurális beültetések, pótlások (neuroprosthetics). Úgy véli, hogy az elme és a test kapcsolatának jobb megértése, feltérképezése ezen a területen is komoly előrelépéshez vezet. Az agyba vagy a gerincvelőbe helyezett elektródák visszaállíthatnak korábban – agyvérzés és más betegségek következtében – megrongálódott, esetleg teljesen elhalt idegműködéseket.