Srdce
Pacemaker [pejsmejkr] neboli srdeční stimulátor je již dnes jedním z poměrně běžných a úspěšných bionických prvků. Každoročně je do hrudi půl milionu lidí voperován malý přístroj, který pomáhá jejich nepravidelně pracujícímu srdci. Je to malá krabička naplněná elektronikou a zdrojem proudu, která je uložena pod klíční kostí. Vycházejí z ní dvě elektrody, jedna se dotýká pravé srdeční předsíně a druhá pravé srdeční komory. Ve zdravém srdci vznikají elektrické impulzy, jež ovládají jeho smršťování, a tedy i čerpání krve. V nemocném srdci tuto úlohu obstarávají jemné signály vysílané pacemakerem.
Pro těžké kardiaky je jedinou nadějí transplantace srdce. Často se však musí čekat na vhodného dárce mnoho měsíců. Bionika může toto období překlenout tzv. ventrikulárním asistentem. Příslušné části srdce jsou pak propojeny pomocí elektricky poháněného čerpadla, voperovaného do břicha a spojujícího hadice z plastické hmoty, kterými proudí krev. Pacient může nosit přístroj, až dva roky.
Umělé srdce, tedy rytmicky pracující přístroj, je dosud nevyřešeným snem bioniků. Postavena jich byla celá řada, avšak napodobení srdeční činnosti je velmi složité, zváží-li se neustálé změny srdeční frekvence v závislosti na únavě, stresu atd.
Ledviny a plíce
Činnost těchto složitých "továren" jsme prozkoumali velmi dobře. Ledviny čistí krev od škodlivých produktů, plíce odebírají ze vzduchu kyslík nezbytný pro činnost životních procesů v těle. Narušené ledviny dokáží zčásti nahradit umělé ledviny v nemocnicích, kam musí nemocný pravidelně docházet (tzv. dialýza). Existuje naděje, že brzy bude zdokonalena osobní umělá přenosná ledvina, vycházející ze zkušeností NASA, kde byla řešena tato problematika pro kosmonauty.
A plíce? Na jedné americké univerzitě transplantovali umělé plíce vepři. Ten přežil 24 hodin a uhynul na nějakou infekci, nikoliv na selhání nového orgánu. Byl tedy učiněn pouze první krok k úspěšnému vyřešení umělé plíce.
Slinivka břišní (pankreas)
Slinivka produkuje mimo jiné hormon inzulin, který tělo nezbytně potřebuje pro řízení obsahu cukru v krvi. U lidí nemocných cukrovkou musí být v určitém stadiu nemoci dodáván do těla injekčně. Problém nemocných by mohl řešit inzulinový dávkovač, voperovaný někam do blízkosti jater. V něm zabudovaná elektronika by regulovala vstřikování potřebné dávky hormonu. V současnosti si aplikaci musí obstarávat nemocný sám a dávky si buď vybraní pacienti stanovují sami podle pravidelných výsledků analýzy krve, na jejíž odběr dochází nemocný ke svému lékaři. To je samozřejmě zdlouhavé a omezující. U budoucí generace dávkovačů by měl analýzu krve provádět přímo přístroj v těle nemocného.
Umělá pokožka
Lékaři soudí, že žádná umělá pokožka z dosud známých materiálů by nemohla nahradit lidskou pokožku. Ta obsahuje obrovské množství nervových buněk a zakončení, která předávají informace o okolí, chrání všechny orgány a působí i jako regulátor teploty. Lékaři nicméně sledují s nadějemi první pokusy o použití umělé pokožky při léčení těžkých popálenin. Ve světě jsou vyvíjeny dva typy. Jeden je kombinací silikonové fólie a vrstvy pocházející z hovězího masa a žraločích chrupavek, druhý využívá vlastností nylonu. Jedná se vždy o dočasné řešení, protože pokožka má schopnost regenerace (obnovení).
Ruce
Lidé s amputovanými pažemi se dnes mohou naučit řídit auto, a dokonce psát či vázat si tkaničky. Chybějící paže jsou nahrazovány jakousi lékařskou verzí filmového Robocopa. Paže i prsty jsou zhotoveny z plastické hmoty. Uvnitř je instalován elektřinou poháněný mechanismus, který dokáže oživit umělé prsty. Jedná se vlastně o jakési kleště, jež nahrazují palec a ukazováček, případně všechny prsty. Protéza odlitá na míru se navléká na zbytek paže. Uvnitř jsou citlivé elektrody, napojené na dosud funkční nervy v pahýlu končetiny. Ty dovedou zachytit i velice nízké napěťové impulzy (12 miliontin voltu), zesílit je a uvést do činnosti motorky, které začnou paží a rukou pohybovat tak, jak si přeje mozek. Prsty jsou tak citlivé, že nerozbijí vejce, na druhou stranu však dokáží rozdrtit ořech.
Svaly
Umělé svaly budou podle některých optimistů k dispozici asi za dvacet roků. Tvrdí to Mohsen Shahinpoor, který vynalezl syntetickou látku, schopnou se na povel smršťovat a natahovat. Je to druh orlonu, jehož vlákna se smrští stykem s kyselým prostředím. Jakmile se kyselá látka odstraní, "sval" se natáhne. Vědecký tým těmito "svaly" vybavil kostru člověka a posadil ji na kolo. Elektronicky ovládané "svaly" pracovaly tak, že kostra šlapala do pedálů. Ovšem kdy bude možno tuto hmotu poprvé vyzkoušet přímo na člověku, se nedá odhadnout.
Vstaň a jdi
Při těžkých úrazech páteře (havárie, pády z výšek, při sportu atd.) často dochází k porušení míchy, takže spodní částí těla zůstává nepohylivá a člověk nemůže chodit. Mnoho ochrnutých lidí věří, že v brzké době se podaří vyřešit znovunapojení míchy nebo jiný způsob částečného oživení spodní části těla. Kdy se tak stane si ale nikdo netroufá odhadnout, i když první úspěchy se dostavují. Ve Francii byl na jedné klinice ochrnutému člověku voperován elektronický implantát a on skutečně začal částečně hýbat končetinami a dokonce chodit. Nervové přerušení míchy totiž nevylučuje, že nervy v končetinách zůstanou živé, záleží na výši míšního poranění. V uvedeném případě malé elektrické impulzy určitým způsobem nahradily povely od míchy, ochrnutý kontroloval svou chůzi pomocí kontaktů na berlích. Zvednutí nohy a udělání kroku řídila série elektrických impulzů od zapouzdřeného mikroprocesoru, které dráždily příslušné svaly k vykonání žádoucí činnosti. Již dnes má obdobný mikroprocesor několik osob, kterým byly voperované v rámci evropského programu "Vstaň a jdi". Bohužel se hodí jen pro velmi úzkou skupinu poraněných.
Uši
Navrácení sluchu je velkým úspěchem bioniky. Nejde o žádný miniaturní reproduktor, jaké nosí mnoho starších lidí, ale o skutečný bionický prvek implantovaný do hlavy. Nad uchem je pod pokožkou umístěn malý přijímač, který převádí zvuk v elektrický proud. Ten je veden do čipu, dále upraven a zesílen. Signál se pak vrací zpět a potom putuje pokožkou, až dostihne oblast vnitřního ucha, kde se nachází šnek. Ten, pokud je zdravý, přeměňuje mechanické účinky zvuku v elektrické signály, které jsou vedeny do mozku. U hluchých je šnek nefunkční. Voperuje se do něho tedy stočená elektroda, která přijímá vysílané signály a předává je ušnímu nervu - hluchý slyší. Tento implantát je dnes již široce využívaný, nehodí se ale na všechny typy hluchoty.
Oči
Mnoho vědeckých týmů se snaží vynalézt zařízení, které by slepému nahradilo oči. V dnešní podobě jde o malý implantát uložený na slepcově sítnici. Kamera umístěná v brýlích mění obraz vnějšího světa v laserové signály. Ty vstupují do oka a zasahují implantát, který je převádí v elektrické impulzy, jež by měly být předány pomocí nepatrných elektrod očnímu nervu. Co se zatím nepodařilo dořešit, je dokonalé spojení s očním nervem - to zůstává pouhým svatým přáním bioniků.
Hmat
Ztráta hmatu je vzácnou nemocí, ale i tak se lékaři s bioniky snaží tento nedostatek nahradit. Naštěstí jsou k dispozici tlakové senzory, které je možno voperovat do konečků prstů a jejich signály zpětně transformovat tak, že jakési svrbění či mravenčení dovolí nemocnému rozeznávat kvalitu povrchu. O tento princip se zajímá NASA, neboť astronauti ve vesmíru jsou chráněni tlustými kombinézami a jejich prsty v rukavicích nemají při práci s nástroji potřebný cit.
A co mozek?
V budoucím století již budou klávesnice a myši prehistorickými kuriozitami, protože člověk prý bude s počítačem komunikovat přímo myšlenkami. Do jeho mozku prý bude implantován čip, který mu otevře brány do informační sítě. V biochemických laboratořích Institutu Maxe Plancka v Německu se již od roku 1991 pokoušejí o spojení mezi elektronickým zařízením a živými nervovými buňkami (myší, pijavic a hlemýžďů). Zatím jsou bionici v samých začátcích, avšak díky vědě a technice "slyší" elektrická poselství jako nepatrné impulzy, jež si buňky mezi sebou posílají. "Mluví" k nim tak, že je vzrušují nepatrnými proudy. Vědci se snaží porozumět mechanismu těchto impulzů a využít je.
Napojit počítač přímo na mozek, to bude pěkný oříšek. Nicméně v USA se podařilo voperovat dvěma pacientům do mozku elektrody, takže jeden se začal pohybovat a druhý obtížně mluvit. Intenzivním soustředěním lze aktivovat příslušnou oblast a vloženými elektrodami zachytit vybuzené impulzy do té míry, že by mohl člověk přímo ovládat nějaké zařízení či počítač.
