NOWE ZMYS¸Y

▼

▼

▼

▼

54 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1999

DELIKATNY PASEK

z∏otej folii le˝àcy na biurku Johna Wyatta

bardziej przypomina papierek od cukierka ni˝ coÊ, co chcia∏-
byÊ mieç w oku. Wystarczy dmuchnàç, a 10-centymetrowa
folia zwija si´ jak celofan. Gdy jà potrzesz, cieniutki materia∏
piszczy cichutko mi´dzy palcami. JeÊli zrobisz to odpowied-
nio delikatnie, wyczujesz niezwyk∏y, falujàcy wzór na jego
powierzchni: to setka elektrod umieszczonych po to, by zastà-
piç komórki w uszkodzonej siatkówce, co jak ma nadziej´
Wyatt, pozwoli przejrzeç niewidomemu.

Ta folia to cz´Êç prototypowego implantu siatkówki.

Wyatt, in˝ynier z laboratorium na piàtym pi´trze Massachu-
setts Institute of Technology, sp´dzi∏ w minionym dziesi´-
cioleciu wraz ze swoimi kolegami mnóstwo godzin nad tym
delikatnym urzàdzeniem. Na poczàtku nawet on wàtpi∏ w po-
wodzenie przedsi´wzi´cia. Jak mówi, siatkówka jest jeszcze
bardziej delikatna ani˝eli mokra chusteczka higieniczna: ma
tylko 0.25 mm gruboÊci i ∏atwo jà rozerwaç. U oko∏o 10 mln
Amerykanów cierpiàcych na zwyrodnienie plamki ˝ó∏tej oraz
zwyrodnienie barwnikowe siatkówki obumierajà delikatne
komórki znajdujàce si´ na jej brzegu – czopki i pr´ciki; prze-
˝ywajà natomiast komórki zwojowe po∏o˝one bli˝ej Êrodka,
przy soczewce. W 1988 roku Joseph Rizzo, neurolog okulista
z Harvard Medical School, zada∏ Wyattowi zasadnicze pyta-
nie: czy naukowcy mogliby wykorzystaç elektrycznoÊç do
pobudzenia ocala∏ych komórek zwojowych i w ten sposób
przywróciç im zdolnoÊç odbierania sygna∏ów? Innymi s∏o-
wy, czy potrafiliby skonstruowaç elektronicznà siatkówk´?

Choç Wyatt zastanawia∏ si´ nad tym intensywnie, nie po-

trafi∏ podaç powodu, dla którego mia∏oby si´ to okazaç nie-
mo˝liwe. Dzisiaj on i Rizzo testowali prototyp sztucznej siat-
kówki u trzech pacjentów. Kobieta uczestniczàca wiosnà tego
roku w badaniach poinformowa∏a go ostatnio, ˝e widzia∏a
z∏o˝ony z czterech kropek wzór, a wi´c dok∏adnie taki, jaki za-
planowali wywo∏aç za pomocà stymulacji jej siatkówki przez
elektrod´. „To by∏ dotychczas nasz najlepszy wynik” – za-
uwa˝y∏ Wyatt. Pomimo poczàtkowych osiàgni´ç na skon-
struowanie sprawnie dzia∏ajàcego implantu b´dzie jeszcze
trzeba poczekaç wiele lat. Wyatt lubi nazywaç ten projekt
„klasycznym przyk∏adem badaƒ naukowych: 10 sekund suk-
cesu poprzedzone 10 latami wyt´˝onej pracy”.

Gdy nadszed∏ czas ulepszania naszych zmys∏ów, badacze

mieli w zanadrzu kilka olÊniewajàcych pomys∏ów. Ju˝ nieba-
wem, je˝eli te marzenia si´ urzeczywistnià, b´dziemy widzieç
nawet wówczas, gdy nasze oczy zostanà uszkodzone, s∏yszeç
mimo postarza∏ych uszu, rozpoznawaç nowe zapachy i sma-

kowaç coraz to s∏odszy Êwiat. Prawd´ mówiàc, cele sà jednak
odleg∏e, a problemy techniczne – powa˝ne. Ale obecnie bada-
nia podstawowe koncentrujà si´ na styku in˝ynierii i biologii.
„W gruncie rzeczy ogranicza nas tylko w∏asna wyobraênia” –
twierdzi Richard J. H. Smith, genetyk molekularny z Univer-
sity of Iowa.

W przypadku Smitha skupia si´ ona w zamkni´tej prze-

strzeni ucha wewn´trznego i Êlimaka,* delikatnej struktury
wielkoÊci ziarnka grochu, w którym znajduje si´ oko∏o 16 tys.
komórek odbierajàcych dêwi´k. Ka˝da z nich wyposa˝ona
jest w kilkanaÊcie podobnych do w∏osów wypustek, którym
zawdzi´czajà nazw´: komórki w∏osate. Cenny zestaw tych
komórek jest jednorazowym podarunkiem otrzymywanym
w chwili narodzin – nigdy si´ nie dzielà, a niestety, obumie-
rajà. Ha∏as, choroba oraz up∏yw czasu uszkadzajà je, upoÊle-
dzajàc zdolnoÊç s∏yszenia dêwi´ku, który dawniej by∏ krysz-
ta∏owo czysty.

ODCZUWANIE W PRZYSZ¸OÂCI

Obecnie ludzie ze s∏abym s∏uchem majà dwie mo˝liwoÊci:

implant Êlimaka lub staromodny aparat s∏uchowy. Sztuczny
narzàd s∏uchu to wszczepiony chirurgicznie zestaw elektrod
stymulujàcych komórki ucha wewn´trznego, natomiast apa-
rat s∏uchowy to w∏aÊciwie miniaturowy mikrofon, wzmac-
niacz i g∏oÊnik. Badacze jednak twierdzà, ˝e owe technologie
– które niewàtpliwie znacznie poprawi∏y jakoÊç ˝ycia – przy-
wodzà na myÊl u˝ycie kowalskiego m∏ota do naprawy ze-
garka. W przysz∏oÊci naukowcy majà nadziej´ sk∏oniç komór-
ki w∏osate do regeneracji lub – co by∏oby lepsze – chroniç je
przed uszkodzeniem lub zniszczeniem.

Ich regeneracja przesz∏a drog´ od fantastyki naukowej do

realnych planów. „Gdybym 15 lat temu wystàpi∏ o grant na
badania regeneracji komórek w∏osatych, zosta∏bym wyÊmia-
ny – oznajmia Edwin W. Rubel z University of Washington. –
A teraz pracujà na tym liczne laboratoria na ca∏ym Êwiecie.”

Jednà z najbardziej obiecujàcych metod jest poszukiwanie

stymulujàcych wzrost komórek w∏osatych genów, a nast´p-
nie wprowadzenie ich do ucha pacjenta. To wcale nie musi byç
takie trudne, jak si´ wydaje. Smith i inni badacze odkryli do-
tychczas ponad 25 specyficznych sekwencji genetycznych

LEPIEJ

WIDZIEå, S¸YSZEå, CZUå

Neurobiolodzy i in˝ynierowie ju˝ próbujà naprawiaç i udoskonalaç nasze zmys∏y.

Kathryn S. Brown

Bzyczenie pszczo∏y, kolorowe wzory na skrzyd∏ach motyla, zapach
ró˝y, smak porzeczki – to wszystko dociera do nas przez zmys∏y. Ba-

NICOLE ROSENTHAL

56 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1999

▼

▼

▼

▼

NOWE ZMYS¸

Y

▼ ▼

▼ ▼

▼ ▼

P. MOTTA

SPL/Photo Researches, Inc. (górna i

dolna mikrofotografia)

;

dzi´ki uprzejmoÊci CYRANO SCIENCES

(mikroprocesor elektronicznego nosa)

; JOHN T. McDEVITT

University of Texas w

Austin (mikroprocesor elektronicznego j´zyka)

▼ ▼

▼

▼

Nie, to nie jest mikrofotografia jednej z brodawek na powierzch-
ni twojego j´zyka, tylko otwór wiodàcy do kubka smakowego.
Setki tych walcowatych struktur (widocznych tutaj z góry) wto-
pione sà w pewne typy brodawek. Kiedy zawarte w pokarmie lub
napoju zwiàzki chemiczne wnikajà do niewielkiego otworka znaj-
dujàcego si´ w centrum, wówczas wià˝à si´ i reagujà z czà-
steczkami zwanymi receptorami na powierzchni ka˝dej z komó-
rek smakowych stanowiàcych Êciany cylindra. Badacze nie two-
rzà jeszcze protez sztucznego j´zyka, ale skonstruowali elektro-
niczny j´zyk (powy˝ej), który mo˝e byç wykorzystany do spraw-

Je˝eli ktoÊ ci mówi, byÊ powàcha∏ kaw´, to chce sk∏oniç ci´ do
u˝ycia jednego z ukazanych na zdj´ciu tworów. Ta pomaraƒczo-
wa kropka jest jednym z tysiàca receptorów tworzàcych nab∏o-
nek w´chowy, czyli p∏at b∏ony Êluzowej, który zmusza ci´ do ki-
chania, gdy na przyk∏ad niechcàcy trafi do niego pite przez ciebie
mleko. Mimo ˝e ludzki nos nie jest w królestwie zwierzàt najlep-
szy, badacze odtworzyli go pod postacià „nosa na mikroproce-
sorze” (z prawej). Mo˝e on s∏u˝yç producentom do badania jako-
Êci artyku∏ów spo˝ywczych. Pewnego dnia uczeni zapewne
wykorzystajà t´ technologi´ do skonstruowania protezy dla ludzi,

Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1999 57

▼

▼

▼

▼

NOWE ZMYS¸

Y

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

▼

ZACH GOLD

(zdj´cie kobiety)

; PHOTO RESEARCHERS,

INC.

(górna mikrofotografia)

;

BETH PHILIPS

(implant siatkówki)

; SPL PHOTO RESEARCHERS, INC.

(dolna mikrofotografia)

;

JEFFREY T. CORWIN i

DOUGLAS A. COTANCHE

University of Virginia (mikrofotografie komórek w∏osatych)

Ten szczegó∏ budowy Êlimaka, delikatnej, skr´conej jak muszla
struktury w uchu wewn´trznym, ukazuje szereg komórek czucio-
wych zwanych komórkami w∏osatymi. Delikatne wypustki ka˝-
dej z nich odbierajà dêwi´ki i przekazujà informacj´ do nerwów
wiodàcych do mózgu. Ha∏as i niektóre leki mogà uszkodziç te
komórki, powodujàc utrat´ s∏uchu. Biolodzy próbujà obecnie
sk∏oniç uszkodzone komórki do regeneracji. Pewien sukces uda-
∏o im si´ osiàgnàç u kurczàt; zamieszczone powy˝ej fotografie
spod mikroskopu elektronowego ukazujà komórki w∏osate uszko-
dzone przez wysokie dêwi´ki (z lewej), które zregenerowa∏y si´

Pr´ciki i czopki tworzàce siatkówk´ – wewn´trznà wyÊció∏k´ tyl-
nej Êciany oka – zosta∏y tak nazwane z powodu swych kszta∏tów,
co staje si´ w pe∏ni zrozumia∏e po obejrzeniu tej fotografii. Pr´-
ciki sà najwa˝niejsze w widzeniu czarno-bia∏ym w przyçmionym
Êwietle, czopki umo˝liwiajà rozpoznawanie barw i zapewniajà
ostroÊç widzenia w jasnym Êwietle. Ale u chorych na barwnikowe
zwyrodnienie siatkówki czy zwyrodnienie plamki ˝ó∏tej komórki
wzrokowe zaczynajà ginàç, pozbawiajàc te osoby zdolnoÊci wi-
dzenia. Bioin˝ynierowie skonstruowali obecnie implanty siatków-
ki (powy˝ej z lewej). Przywrócà one wzrok, umo˝liwiajàc tzw. ko-
mórkom zwojowym, zazwyczaj nienaruszonym w tego typu
chorobach, przesy∏anie sygna∏ów elektrycznych kodujàcych bodê-
ce wzrokowe do mózgu. Urzàdzenie to jest obecnie testowane

zwiàzanych z os∏abieniem s∏uchu lub g∏uchotà. Ale to dopie-
ro pierwszy krok. Rozpoczynajàc od ∏atwych do wykrycia
mutacji powodujàcych ekstremalne, dziedziczne schorzenia,
takie na przyk∏ad jak post´pujàca utrata s∏uchu, która czasa-
mi dotyka nawet nastolatków, naukowcy majà nadziej´ stop-
niowo znaleêç geny odpowiedzialne za bardziej powszechny,
zwiàzany z wiekiem niedos∏uch.

Inni poszukujà genów istotnych dla rozwoju komórek w∏o-

satych. W czerwcu br. genetycy z Howard Hughes Medical In-
stitute w Baylor College of Medicine, kierowani przez Hud´
Zoghbiego, poinformowali o odkryciu genu nazwanego
Math1, który jest uwa˝any za najwa˝niejszy dla wzrostu ko-
mórek w∏osatych w uchu wewn´trznym (Math1 to skrót od
mouse atonal homolog-1). Z ich badaƒ wynika, ˝e u zarodków
myszy pozbawionych Math1 komórki te w ogóle si´ nie roz-
wija∏y. A zatem wprowadzenie do ucha dodatkowych kopii
ludzkich odpowiedników Math1 mog∏oby pobudziç komór-
ki w∏osate do ponownego wzrostu.

Gdy naukowcy b´dà wiedzieç, jakiego genu nale˝y u˝yç,

terapia stanie si´ ju˝ tylko problemem technicznym. Na
szcz´Êcie – podkreÊla Smith – ucho wewn´trzne ma dwa
otwory, tzw. okienka okràg∏e i owalne, przez które lekarze
mogà wprowadziç geny do znajdujàcych si´ wewnàtrz ko-
mórek. Tak jak w przypadku ka˝dej terapii genowej badacze
muszà znaleêç skuteczne wektory – zazwyczaj sà nimi
wirusy odpowiednio zmodyfikowane w celu prze-
noszenia do w∏aÊciwych komórek dodatkowego
materia∏u genetycznego. W pewnych przypad-
kach lekarze zapewne zlekcewa˝à wadliwe
geny i po prostu naprawià uszkodzenie, po-
wiedzmy, modyfikujàc sk∏ad chemiczny p∏y-
nu w uchu wewn´trznym. „W zale˝noÊci
od tego, czego dowiemy si´ o mechaniz-
mach s∏uchu i zasadach jego dziedziczenia,
pos∏u˝ymy si´ wszystkimi mo˝liwymi me-
todami w celu ograniczenia post´pujàcej
g∏uchoty lub nawet przeciwdzia∏ania jej” –
przepowiada Smith.

Pewne rozwiàzania uda si´ zapewne pod-

patrzyç u zwierzàt. W 1974 roku, jako student
pierwszego roku, Jeffrey T. Corwin, obecnie neu-
rolog w University of Virginia, odkry∏, ˝e rekiny
w ciàgu ˝ycia wytwarzajà setki tysi´cy komórek w∏o-
satych. Wtedy postawi∏ sobie pytanie: czy równie˝ ludzkie
komórki mo˝na pobudziç do takiego dzia∏ania i w jaki sposób?
Zagadka ta jest wcià˝ motorem jego badaƒ.

Naukowcy wiedzà ju˝, ˝e zwierz´ta tak ró˝ne, jak danio

pr´gowany i kura, majà zdolnoÊç regeneracji komórek w∏o-
satych w przypadku ich uszkodzenia. Badajàc to zagadnie-
nie, zamierzajà wykryç odpowiedzialne za ten proces czà-
steczki, takie jak czynniki wzrostu, a nast´pnie stworzyç leki
oparte na tych substancjach. Nawet Êledzenie nie kontrolo-
wanego mno˝enia si´ komórek nowotworowych jest dobrà
drogà do opracowania metod stymulacji podzia∏ów ko-
mórek. Je˝eli naukowcy stwierdzà, co sk∏ania komórki w sta-
nie spoczynku do nag∏ego rozpocz´cia podzia∏ów, to niewy-
kluczone, ˝e dowiedzà si´ równie˝, jak zmusiç do tego
komórki w∏osate ucha.

Pewnego dnia badacze byç mo˝e odkryjà, jak uchroniç je

przed Êmiercià. Bioin˝ynier Jonathan H. Spindel z University of
Virginia przepowiada, ˝e polega∏oby to po prostu na wpusz-
czeniu kilku kropli w∏aÊciwego leku do czyjegoÊ ucha. Z nie-
których badaƒ wynika, ˝e komórki nerwowe w narzàdzie spi-
ralnym powinny rosnàç pod wp∏ywem pewnych czynników. Je-
˝eli to prawda, wówczas zmodyfikowany implant Êlimaka
móg∏by powoli uwalniaç takie czynniki do wn´trza ucha, sk∏a-

niajàc komórki nerwowe do podzia∏ów w kierunku stymulujà-
cych je elektrod. W ten sposób zapewniony by∏by wzrost i od-
powiedni stan tych komórek.

Spoglàdajàc w przysz∏oÊç, naukowcy myÊlà o zastàpieniu

komórek w∏osatych elektrodami implantowanymi bezpoÊred-
nio do mózgu, gdzie wzbudza∏yby wra˝enia s∏uchowe. Zda-
niem Corwina podejÊcie takie nastr´cza wielu pytaƒ, na przy-
k∏ad gdzie umieÊciç elektrody i jak uniknàç uszkodzenia mózgu.
Wcià˝ jednak ulepsza si´ materia∏y biokompatybilne, czyli nie
dra˝niàce komórek, jak i miniaturyzuje komputery. Corwin
przewiduje, ˝e przy takim tempie rozwoju techniki „obszar,
który niedawno by∏ domenà autorów opowieÊci fantastyczno-
naukowych, mo˝e staç si´ cz´Êcià praktyki medycznej”.

SZTUCZNY NOS

Dla badaczy zajmujàcych si´ w´chem zmys∏ ten wcià˝ kry-

je wiele tajemnic. Dlaczego zapach rodzinnego strychu lub
niezwyk∏ych perfum przywo∏uje tak intensywne wspomnie-
nia? Dzi´ki czemu twój mózg rozpoznaje zapach wczeÊniej,
nim potrafisz go nazwaç? Jest wÊród nich pytanie, na które usi-
∏uje odpowiedzieç szczególnie John S. Kauer: dlaczego jego ˝o-
na nie odczuwa woni frezji?

Kauer, neurolog z Tufts University, bada zmys∏ w´chu od

20 lat i wcia˝ jest zaintrygowany ansomià, czyli brakiem lub

upoÊledzeniem zdolnoÊci do odczuwania zapachów.

Pewni ludzie, na przyk∏ad jego ˝ona, nie rozpozna-

jà tylko niektórych, inni ˝adnych. Kauer przypusz-

cza, ˝e wszystkim ludzkim nosom czegoÊ bra-

kuje. „Istnieje ca∏y niedost´pny Êwiat zapachów

– twierdzi. – Podobnie jak sà zwierz´ta wi-

dzàce w Êwietle ultrafioletowym, spolaryzo-

wanym lub odbierajàce podczerwieƒ, tak ist-

nieje prawdopodobnie mnóstwo zapachów,

których nie potrafimy odczuwaç.”

W ciàgu kilku ostatnich lat Kauer i inni

badacze konstruowali „elektroniczne nosy”,

urzàdzenia zaprojektowane do obwàchiwa-

nia rzeczy, których nie mo˝emy lub nie chce-

my czuç, jak miny làdowe czy zepsute jedze-

nie. Na przyk∏ad firmy Hewlett-Packard i Cyra-

no Sciences w Pasadenie w stanie Kalifornia zbu-

dowa∏y takie przyrzàdy dla producentów ˝ywno-

Êci w celu badania jakoÊci artyku∏ów spo˝ywczych

i innych towarów konsumpcyjnych.

Dotychczas elektroniczne nosy tylko naÊladujà – i to doÊç

prymitywnie – nasz narzàd w´chu, poniewa˝ ka˝dy z nich
ma zaledwie kilkadziesiàt czujników w porównaniu z milio-
nami receptorów w ludzkich nosach. Ale niektórzy badacze
sàdzà, ˝e w nadchodzàcych latach wszystkie te „prowizor-
ki” zacznà dzia∏aç znacznie lepiej. „Przyjmujàc wizje typu
Star Trek za dobrà monet´, mo˝emy sobie wyobraziç urzà-
dzenia pozwalajàce rozpoznawaç zupe∏nie nowe zapachy” –
rozwa˝a Kauer. Dlatego realne wydaje mu si´, ˝e konstruk-
cje takie zajmà w przysz∏oÊci w∏aÊciwe miejsce, stajàc si´ me-
chanicznymi uzupe∏nieniami naszych w∏asnych nosów.

Niezale˝nie od tego, w jaki sposób takie urzàdzenie zostanie

skonstruowane, lepszy w´ch mo˝e poprawiç jakoÊç ˝ycia. Star-
si ludzie, u których zmys∏ ten przez lata stopniowo ulega∏ os∏a-
bieniu, cz´sto jedzà bardzo niech´tnie, poniewa˝ smak pokar-
mów kryje si´ tak naprawd´ w zapachu. Wed∏ug National
Instiute on Deafness and Other Communication Disorders (Na-
rodowego Instytutu G∏uchoty i Innych Zaburzeƒ Komunikacji
Zmys∏owej) w Bethesda w stanie Maryland ponad 200 tys. lu-
dzi w Stanach Zjednoczonych odwiedza corocznie lekarzy z po-
wodu k∏opotów z w´chem lub smakiem. Niektórzy z nas byç
mo˝e pragnà po prostu bardziej rozkoszowaç si´ zapachem ró˝.

58 Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1999

▼

▼

▼

▼

NOWE ZMYS¸

Y

Je˝eli Paul A. Grayson trafi∏ na w∏aÊciwy trop, wkrótce b´-

dziemy mieli takà szans´. Jest on prezesem firmy Ambryx
z San Diego, której celem jest wykorzystanie wspó∏czesnej
biologii molekularnej do stworzenia zupe∏nie nowych urzà-
dzeƒ pe∏nych czujników naÊladujàcych nasz nos. „Jakich b´-
dziemy oczekiwaç wra˝eƒ w´chowych w XXI wieku? – pyta
Grayson. – Przede wszystkim wzmocnionych.”

Firma Ambryx, prowadzona przez zespó∏ neurologów, dy-

rektorów, a nawet autora ksià˝ki kucharskiej, zamierza wy-
korzystaç biochemi´ w´chu m.in. do opracowania nowych
typów leków i w biotechnologii rolniczej. Jednym z przyk∏a-
dów takich futurystycznych produktów mogà byç perfumy
dopasowane do osobniczego profilu genetycznego. Kobieta
nie czujàca zapachu pi˝ma – substancji powszechnie w nich
stosowanej – mog∏aby preferowaç intensywnà woƒ jaÊminu.
Na podstawie znajomoÊci genomu danej osoby firmy by∏y-
by w stanie projektowaç perfumy oparte na indywidualnym
zestawie genów receptorów w´chowych – twierdzi Peter
Mombaerts, neurolog z Rockefeller University. Latem tego
roku firma Ambryx oznajmi∏a o nabyciu praw do wykorzy-
stywania odkrytych przez niego tego typu genów, które ma-
jà pos∏u˝yç do otrzymywania takich perfum.

SMAKOWITA NAUKA

Wydaje si´ zatem naturalne, ˝e firma Ambryx jest tak˝e

zainteresowana badaniami nad smakiem. W lutym br. zespó∏
kierowany przez Nicholasa J. P. Ryb´ z National Institute of
Dental and Craniofacial Research (Narodowego Instytutu Ba-
daƒ nad Uz´bieniem i Twarzà) w Bethesda w stanie Mary-
land oraz Charles Zucker z University of California w San
Diego poinformowali o sukcesie: znaleêli dwie „wartowni-
cze” czàsteczki na powierzchni komórek smakowych, które
odczuwajà s∏odki i gorzki smak. W ciàgu dwóch miesi´cy od
og∏oszenia tej wiadomoÊci firma naby∏a prawa do prowadze-
nia badaƒ nad tymi receptorami.

Obecnie badacze wiedzà niewiele o czàsteczkach, którym

nadano symbole TR1 i TR2, ale liczà na to, ˝e umo˝liwià one
stworzenie nowej klasy lekarstw pozbawionych gorzkiego sma-
ku czy te˝ szczególnie s∏odkiej ˝ywnoÊci. Ryba i jego wspó∏-
pracownicy zajmujà si´ obecnie unieczynnieniem kodujàcych je
genów u myszy. Zwierz´ta takie nast´pnie b´dà n´cone mie-
szankami s∏odkich i gorzkich pokarmów w celu potwierdze-
nia zmys∏owej roli tych czàsteczek. Ryba oznajmi∏, ˝e w dalszej
kolejnoÊci jego zespó∏ zajmie si´ poszukiwaniem receptorów
odpowiedzialnych za odczuwanie smaku s∏onego i kwaÊnego.

Zdaniem tego badacza nasz zmys∏ smaku funkcjonuje przez

ca∏e ˝ycie, skomplikowane implanty j´zyka nie sà zatem bra-
ne pod uwag´ w najbli˝szej przysz∏oÊci. Ale przynajmniej
jedna grupa badawcza zrobi∏a nast´pny krok w tym kierun-
ku, konstruujàc elektroniczny j´zyk. Podobnie jak wczeÊniej
nos stworzono równie˝ tego typu j´zyk, opierajàc si´ na wzo-
rach biologicznych. Czujniki chemiczne w roli sztucznych
kubków smakowych s∏u˝à do badania ma∏o przyjemnych,
a nawet niebezpiecznych p∏ynów, takich jak krew czy mocz.

Odkàd chemik John T. McDevitt oraz jego koledzy z Univer-

sity of Texas w Austin skonstruowali w minionym roku elek-
troniczny j´zyk, zarzucani sà propozycjami wykorzystania go
do celów tak ró˝nych jak próbowanie wina czy testy wiruso-
we. Japoƒska agencja turystyczna zwróci∏a si´ nawet z pyta-
niem, czy McDevitt móg∏by zbudowaç taki j´zyk w celu bada-
nia wody w nieznanym rejonie. Pozwoli∏by on turystom
sprawdzaç, czy woda nadaje si´ do picia. Czy te wszystkie
pomys∏y zaowocujà nowymi sposobami manipulowania ludz-
kim zmys∏em smaku? „To wa˝ny kierunek badaƒ naukowych
i chcielibyÊmy go kontynuowaç w przysz∏oÊci – komentuje
McDevitt. – Ale w tym momencie po prostu nie wiem.”

Jedno jest pewne. Niezale˝nie od celu ka˝de laboratorium

zmierzajàce do zastosowania elektroniki – w uchu, mózgu,
nosie czy oku – musi stworzyç warunki, które pozwolà poro-
zumiewaç si´ cz∏owiekowi i maszynie. Wyatt ˝artuje, ˝e siat-
kówka, wra˝liwa na lada dotkni´cie, nie b´dzie chcia∏a stykaç
si´ z mikroprocesorem ani troch´ d∏u˝ej, ni˝ ty chcia∏byÊ byç
pieszczony przez buldo˝er. Problemem, który nale˝y rozwià-
zaç, jest zatem delikatna stymulacja regionów czuciowych,
takich jak siatkówka.

Implanty tego narzàdu stworzone przez Wyatta i Rizzo

mogà tak w∏aÊnie dzia∏aç. Folia, którà wsuwa si´ do delikat-
nego naci´cia w siatkówce podczas zabiegu chirurgicznego,
sk∏ada si´ z trzech cienkich warstw: macierzy 12 fotodiod do
odbioru zmian oÊwietlenia, z∏otego paska z setkà elektrod
pobudzajàcych komórki siatkówki oraz mikrostymulatora
kierujàcego pràd do elektrod.

W przysz∏oÊci pacjent z takim implantem b´dzie nosi∏ spe-

cjalne okulary z miniaturowà kamerà. B´dà one tak˝e wypo-
sa˝one w ma∏y laser przyjmujàcy obrazy z kamery i prze-
kszta∏cajàcy informacj´ optycznà na sygna∏ elektryczny
w´drujàcy do implantu. Ten z kolei b´dzie pobudza∏ komór-
ki zwojowe do odebrania bodêca wzrokowego i przekazania
go do mózgu, gdzie zostanie odczytany jako obraz.

Nawet je˝eli to brzmi zawile – komentuje sucho Wyatt –

to dlatego, ˝e takie jest naprawd´. Niemniej on i jego kole-
dzy powoli udoskonalali technik´ w kolejnych eksperymen-
tach, wyd∏u˝ajàc czas trwania impulsów elektrycznych i do-
strajajàc macierz mikroelektrod. Ciàgle powraca pytanie, jak
d∏ugo implant siatkówki b´dzie pracowa∏. Dotychczas bo-
wiem badacze wykonywali tylko kilkugodzinne doÊwiad-
czenia, po czym uk∏ad mikroelektroniczny usuwano z oka
pacjenta.

Od czasu, gdy Wyatt i Rizzo rozpocz´li badania, dwie in-

ne grupy w Stanach Zjednoczonych podj´∏y dzia∏ania w tej
dziedzinie. Jednà z nich jest Optobionics, nowa firma kiero-
wana przez Alana Y. Chow, okulist´ z Wheaton w stanie Il-
linois. Optobionics obecnie testuje prototyp, nazywany sztucz-
nà silikonowà siatkówkà, na królikach. Ró˝ni si´ on od
urzàdzenia z MIT tym, ˝e jest pod∏àczony od ty∏u siatkówki
– do fotoreceptorów, a nie do komórek zwojowych. Drugi
zespó∏, utworzony przez badaczy z Johns Hopkins Univer-
sity i North Carolina State University, pracuje nad implan-
tem siatkówki podobnym do skonstruowanego przez Wyat-
ta i Rizzo. Urzàdzenie to jest obiecujàce, ale badacze muszà
jeszcze sprawdziç jego zgodnoÊç w d∏u˝szym okresie z tkan-
kami oka – mówi Wentai Liu z NCSU.

Chocia˝ wydaje si´ to obecnie niezwyk∏e, sztuczna siatków-

ka nada si´ zapewne do przysz∏ych bionicznych organizmów.
Liu przewiduje, ˝e badacze stworzà nawet mikrochipy kom-
puterowe ca∏kowicie po∏àczone z cia∏em, umo˝liwiajàc ka˝de-
mu powrót do zdrowia dzi´ki wewn´trznym sygna∏om elek-
trycznym. „To zadanie na nast´pne stulecie – mówi. – Teraz
natomiast bylibyÊmy bardzo szcz´Êliwi, gdybyÊmy tylko po-
trafili pomóc ludziom odzyskaç wzrok.”

T∏umaczy∏

Józef Dulak

* Narzàd s∏uchu (inaczej narzàd spiralny lub narzàd Cortiego) le˝y w przewo-
dzie Êlimakowym, jednym z kana∏ów Êlimaka, po∏o˝onego w uchu wewn´trz-
nym. Bodêce dêwi´kowe odbierajà znajdujàce si´ w nim komórki w∏osate,
zwane dawniej s∏uchowymi (przyp. t∏um.).

Â

WIAT

N

AUKI

Grudzieƒ 1999 59

▼

▼

NOWE ZMYS¸

Y

INFORMACJE O AUTORCE

KATHRYN S. BROWN jest popularyzatorkà nauki z Columbii w stanie
Missouri. Chcia∏aby u˝ywaç elektronicznego nosa, by wàchaç ró˝e (lub
lawend´), i elektronicznego j´zyka, by jeÊç ze smakiem nawet najbardziej

▼ ▼

▼

▼