Magyar Hírlap, 2001. április 20.

Mesterséges szem a horizonton

Szemünk működésével kapcsolatban érdekes és meglepő neurobiológiai felfedezésről számol be a Nature március 29-ei számában az amerikai Frank Werblin és a magyar Roska Botond. A Kaliforniai Egyetem molekuláris és sejtbiológiai tanszékén a két kutató kísérletei feltárták, milyen képeket továbbít szemünk az agynak, amelyekből az újraalkotja a valóságot.

Látórendszerünkről ismert volt eddig is, hogy a fény felfogására és ingerületté alakítására az ideghártya, tudományos nevén a retina szolgál, mely többféle típusú kijáraton szállítja az észlelt "képet".
Werblin professzor 1969 óta a retinában található különböző sejtcsoportok tulajdonságait vizsgálta, és működését mérte. Már száz éve is tudták, hogy szemünk egyidejűleg többféle eredményt hoz létre a látottakból, csak a lényeg nem volt világos: hogyan alakulnak ki a retinában, és pontosan milyenek az agyunkhoz továbbított képek.
A kísérleti mérésekből a két kutató megértette, hogy a külvilág fényei, képei határozzák meg, szemünk melyik idegcsoportja aktivizálódik. Az egyik meglepő felfedezés, hogy az egyes idegsejtcsoportok valójában a retinánkra érkező kép leegyszerűsítését végzik, és agyunk csak igen kevés - mintegy tucat - különböző absztrakt lényegi vonást tartalmazó információt, tér-időbeli aktivitást kap.
Ez olyan, mintha egyszerre sok elmosódott filmet néznénk. Például az egyik sejtcsoport továbbítja a kép széleit, másik a nagy összefüggő részeket, s némelyik csak akkor küld jelzést, ha mozgást észlel, vagy ha eltűnik egy tárgy.
Roska Botond meghatározta a kijáratok számát. Tizenkét ilyen kimenetet talált! Az ő ötlete volt az is, hogy nemcsak az egyes sejtcsoportok szerepét kell vizsgálni külön-külön, hanem a retina különböző "rétegeinek" kapcsolatát is. Kiderült: az agyunkhoz jutó információt a retina rétegeinek szoros együttműködése hozza létre.
Ez az, amire korábban senki nem gondolt. Az egy évig idehaza kutató Roska Botond elmondta: olyan molekuláris módszerek szerepelnek stratégiai tervében, melyek révén követhető lenne, hogyan lehet a fény érzékeléséből kiindulva a képet feldolgozni a rétegek közötti kapcsolatokból, melyik réteg melyik másikkal kommunikál egy-egy adott kép esetén.
A vakoknak reménysugarat jelent a felfedezés. A mesterséges szem létrehozásához számos nehézséget kell még leküzdeni, és ez még valóban a távoli jövő. A szemmodell alapja azonban valószínűleg egy programozható számítógépes chip lesz. - feladat igen esélyes jelöltje a celluláris neurális univerzális számítógép (CNN chip), amelyet Botond édesapja, Roska Tamás akadémikus (MTA SZTAKI) és Leon O. Chua professzor (Berkeley Egyetem) 1992-ben talált fel. Ezt a chipet meg kell tanítani, mit és milyen formában juttasson el az agynak. A retina képfeldolgozási algoritmusának lényegét Roska Botond kísérletei feltárták, és így lehetséges a mesterséges szem kifejlesztése, amely a külvilágot hasonlóképpen dolgozza fel, mint a retina. Ha a chip ugyanazt látja a külvilágból, mint egy élő szem, akkor a chip által számított tucatnyi videofilm megegyezik a retina tér-időbeli képsorozataival.
Most a feladat megoldásához a SZTAKI Analogikai Laboratóriumának munkatársai szoros együttműködést alakíthatnak ki Budapesten Roska Botonddal. Az eddigi és az új mérési eredmények az alapjai a CNN chip programozásának és továbbfejlesztésének, amely majd a retina működését szinte tökéletesen fogja utánozni.


Kötelező vacsora Nobel-díjasokkal

Roska Botond neurobiológus, a budapesti orvostudományi egyetem elvégzése után doktori tanulmányokat folytatott a kaliforniai Berkeley Egyetemen. Az orvosi szakokon kívül itthon matematika és fizika órákat is látogatott. Másodéves korától fogva izgatta a szem működése. Az már véletlenen múlott, hogy Werblin professzor kutatásaival megismerkedett, majd vele dolgozott együtt. A Nature-cikk közös munkájuk eredménye. Roska Botond most hazaszállíthatta teljes laboratóriumát egy évre, és folytatja a retina működésének méréseit. Új eredményeit azonnal felhasználhatják. A 32 éves kutatóorvos elnyerte a Harvard Egyetem hároméves ösztöndíját, amelyet kiemelkedő fiatal kutatók kaphatnak meg. Ezért egy év múlva visszatér az USA-ba. Ezt az ösztöndíjat 400-an pályázzák meg, s összesen nyolcuknak ítélik oda (minden alapvető tudományágból egy-egy jelöltnek). Kötelezik az ösztöndíjasokat egyebek közt arra is, hogy minden hétfőn együtt vacsorázzanak a Harvard Nobel-díjasaival!

Strehó Mária

A cikk a Magyar Hírlap weblapján