Rózsa Balázs orvos, fizikus, a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet dendritikus képalkotási, valamint neurális hálózati és komputációs kutatócsoportjának vezetője, a PPKE ITK docense, a Femtonics Kutató és Fejlesztő Kft. alapító ügyvezetője, és nem utolsósorban volt ELTE-s hallgató.
Orvosi és fizikusi végzettséggel egyaránt rendelkezik, és amellett, hogy világszintű tudományos eredményeket ér el agykutatásban, az általa alapított vállalat a legmodernebb technológiákkal felszerelt 3D-s kétfoton-lézermikroszkópokat fejleszt és gyárt.
Merkely Béla, az SE rektora és az ITM támogatásával, Fütő Veronika projektmenedzser segítségével, Székely Imre ötlete alapján, Lorx András orvosszakmai vezetésével a koronavírus-járvány hazai megjelenése után napok alatt tervezte meg az új magyar lélegeztetőgép funkcionális deszkamodelljét.
Rózsa Balázs eddigi pályájáról, tudományról és a lélegeztetőgép fejlesztésének kulisszatitkairól mesélt interjúnkban.
Orvosi tanulmányokba kezdett a Semmelweis Egyetemen, ahol diplomát is szerzett, azonban közben fizikusnak is elkezdett tanulni. Hogyan került az ELTE TTK képzésére, orvostanhallgatóként mi fogta meg a fizika tudományában?
Már 6-8 éves koromban rakétát építettem az osztályteremben, amivel előszeretettel szórakoztattam társaimat. Később a gimnáziumban több országos versenyen vettem részt, a legjobb eredményeket pedig fizikából értem el. Ezek az eredmények felvételimentességet biztosítottak az egyetemekre. Úgy döntöttem, hogy az orvosi képzésbe fogok, majd ennek második évében kiderült, hogy a felvételimentesség többször is érvényesíthető, így elkezdtem az ELTE-n a fizika képzést, ezután pedig párhuzamosan folytattam a kettőt.
Tudós, orvos, üzletember, egyetemi oktató. Melyik áll legközelebb Önhöz?
Az oktatási tevékenységet tekintve leginkább a doktori képzésben tevékenykedem. Ez főleg kutatás a szememben, a doktoranduszok pedig kollégák, akikkel ezt a munkát végezzük. Leginkább kutatónak és ipari fejlesztőnek tekintem magam.
Rózsa Balázs portréja. Fotó: Femtonics Kft.
Mi a titka, hogy ennyi területen sikeres, hogyan egyezteti össze a sokrétű teendőit?
Ezeken a területeken egyszerre helytállni nem kis kihívás, és sokszor emiatt felfordulás van a naptáramban. Ugyanakkor tudom, hogy ezek szétválaszthatatlanok. Ma igazán világszintű tudományt csak akkor lehet művelni, ha közvetlen gyakorlati hasznosítást is mögé csempészünk. A high-tech kutatás nagyon költséges, és főleg egy hazánkhoz hasonló kis országtól nem is elvárható, hogy ezeket a költségeket elegendő forrással fedezni tudja. A gyakorlatban hasznosítható tudomány művelése segít az anyagi forrásaink kiegészítésében, egyúttal serkenti az eredményes ipari tevékenységet. A sikeres tudós komplex képességekkel kell rendelkezzen, hogy minden területen megfeleljen. Lehet ezt úgy felfogni, hogy „több lovat kell egyszerre megülnünk”, de inkább azt hiszem, hogy mára ez „egy lóvá” forrott össze, a jövőben ennek az összetett szempontrendszernek kell megfelelni a siker érdekében.
Úgy érzem, hogy ma ez a szerepvállalás egyfajta kötelesség is. Az agykutatásban is rengeteg apró részlet van, amiben könnyen el lehet veszni, de nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy a munkánk a társadalom számára is releváns kell legyen. Régebben az a nézőpont érvényesült, hogy nem egészséges ipari tevékenységgel foglalkozni kutatóként, sőt, egykor ez tiltott is volt. Manapság ennek ellentétjét tapasztaljuk, hogy ez sokkal inkább előny.
A tudomány szempontjából melyik paradigmát tartja előnyösebbnek?
A világ az említett irányba halad, így ezt kell követni. Már a legnevesebb tudományos platformok is arra buzdítanak, hogy közvetlen gyakorlati hasznosíthatósága is legyen a közölt munkának. Számomra talán az volt a meggyőző fordulópont, amikor a Neuron, a híres alapkutatással foglalkozó agykutatási folyóirat kimondottan olyan konferenciát szervezett, ahová csak olyan kollégákat hívott meg, akik alkalmazott tudományt is művelnek.
Persze soha nem szabad megfeledkezni a tudományos újdonságról. Egy jó projekt eleinte fontos alapkutatási eredményeket és publikációkat produkál, új metodikákat fejleszt, de a távoli mérföldkő az, hogy kézzelfogható termék szülessen. Természetesen a közbeeső lépések egyenként is tudományos és gazdasági eredményeket hoznak.
Mik a fő kutatási területei, milyen munkákon dolgozik jelenleg? Mit tart a legfontosabb eredményének?
A fókuszban az idegtudomány, a mikroszkópiás technikák fejlesztése és a neurális hálózatok kutatása szerepel. Egyik legfontosabb találmányunk és küldetésünk a 3D-s kétfoton-lézermikroszkóptechnika fejlesztése. Ezek a mikroszkópok önmagukban is számos előnnyel rendelkeznek, de mi úttörő technikáinkat építünk beléjük, amelyek által komplexebb kutatási tevékenységeket is lehetővé tesznek. A legújabb fejlesztésű, Zeus nevű mikroszkópunk például eddig még nem látott skálán képes működni, de hamarosan forradalmi endoszkópos mikroszkóppal is szeretnénk előállni. Emellett neurális optikai mérési eljárásokat kombinálunk új kémiai és genetikai módszerekkel – ezzel a képalkotásban és a fotostimulációban szeretnénk új tudomány- és ipari területeket megnyitni.
Korábban csak néhány idegsejt aktivitását lehetett mérni elektródákkal, sokszor altatott állatokban. Ez nagyon kevés az agyi működés megértéséhez. A nagy skálán működő mikroszkópjaink lehetővé teszik, hogy azonos időben figyeljünk meg egy nagy idegsejthálózatot és annak legfinomabb elemi részeit, a nyúlványokat. Ezt a kutatási tevékenységet a neurális hálózatok kutatásának nevezzük, olyan modellek felállításában segít bennünket, amelyek áttörést hozhatnak az agyi aktivitás megértésében.
Ezekkel a módszerekkel vizsgáljuk többek között a memória kialakulását, különös tekintettel a vizuális memóriára. Ilyenkor a neurális hálózatokban új mintázatokat figyelünk meg, amelyeket próbálunk modellezni, megfejteni. Közben dolgozunk kémiai vegyületeken is, melyeket szenzorokként és fotostimulálciós célokra használhatunk. Ezeket a génmódosítási eljárások jelenleg kiszorították, de hosszú távú célunk a humángyógyászati alkalmazás, ahol utóbbiak nem használhatók. Főként a látókéreg és az epilepszia megértése, illetve kezelése a fő célpontunk.
Mivel foglalkozik az Ön által vezetett vállalat, a Femtonics Kft.?
A cég alapvető feladata a nagy hozzáadott értékű lézermikroszkópjaink gyártása, szervizelése, fejlesztése és értékesítése. Emellett nagy hangsúlyt fektetünk a „diákmunkára” is, az egyetemi hallgatókkal együtt már egy több mint 120 fős csapat munkáját kell összehangolni. Célunk, hogy technológiai szempontból világelsők legyünk az agykutatással foglalkozó cégek között. Jól haladunk, hiszen több mint 40 világrekord fűződik a Femtonics Kft. nevéhez, sok közülük neves folyóiratokban került közölésre. A céges működés pedig ezen a szinten már nélkülözhetetlen, hiszen a tudományos munkán túlmutató feladatok megoldásához szükség van olyan tevékenységekre is, mint a marketing, a szerviz és a fejlesztés. Az úttörő technológián túl a felhasználói szempontok a megbízhatóságot, kiforrottságot kívánják meg.
Ilyen lézermikroszkópok vihetnek közelebb az agyműködés megértéséhez. Fotó: Femtonics Kft.
Hogyan járult hozzá a sikerekhez az ELTE-n szerzett tudás?
A munkám minden szegmensében használom az ELTE-n szerzett tudást. A skála a matematika alapjaitól a fizikán át az anyagtudományig tejed, az optikáról nem is beszélve. A mindennapokban meglepően összetett kérdésekre kell folyamatosan választ találnunk, ebben pedig a fizikai ismeretek elengedhetetlenek.
A lélegeztetőgép fejlesztésekor is elengedhetetlen volt az ELTE-n szerzett összetett ismerethalmaz. Hogy példákat említsek, egy ilyen fejlesztéshez ismerni kell a fizikából az áramlási törvényeket, de az elektronikai alapismereteknek is szükségszerűek. A matematikai ismeretek szintén létfontosságúak a nyomásgörbék megfelelő prediktálásához, továbbá szoftverfejlesztési és szabályozástechnikai ismeretek is szükségeltetnek. Végül nem hagyhatjuk szó nélkül az anyagtudományt. Egy ilyen gép tervezésekor biokompatibilis anyagokkal kell dolgoznunk, továbbá az oxigénáramlás miatt kiemelt figyelmet kapnak a tűzvédelmi szempontok és a kémiai korrózió kiküszöbölése, így a megfelelő alkatrészválasztás során az anyagok tulajdonságainak ismerete nélkülözhetetlen szempont.
Voltak kedvenc ELTE-s oktatói?
Persze, sok. Kiemelném Gnädig Péter, Dávid Gyula, Kürti Jenő, valamint Csikor Ferenc neveit, de a legtöbb oktatómat szerettem. Az ELTE-s professzoroknak hála én lehettem az első, akinek egyéni órarendje lehetett, hogy a felkészülést az orvosi tanulmányaimmal egyeztethessem. A vizsgákat is letehettem más időpontokban.
Hogyan vetődött fel a koronavírus-járvány leküzdéséhez használható lélegeztetőgép ötlete?
Az ötletgazda Székely Imre elektronikai fejlesztőmérnök kollégám volt. Amikor tapasztaltuk, hogy Olaszországban sokszor ezek a gépek élet és halál között döntöttek, az autóipari vállalatok pedig nem jártak túl sok sikerrel, úgy határoztunk, hogy belevágunk egy saját eszköz elkészítésébe. Az alapvető működési mechanizmust és a megfelelő alkatrészeket ismertük, egyetemista koromban személy szerint találkoztam is a témával, egy tanulmányi feladat során kísérleteztem lélegeztetőgép építésével.
Mit érdemes tudni az új találmányról? Van a készüléknek olyan speciális tulajdonsága, amely különösen alkalmassá teszi a járvány elleni küzdelemben?
Az egyik legkomolyabb specialitás, hogy miközben az alkatrészhiány akadályozza a lélegeztetőgépek előállítását, mi képesek vagyunk erre, mivel fejlesztésünkben kizárólag olyan alkatrészeket, anyagokat használunk, amelyek jelenleg is könnyen beszerezhetők, emellett orvostechnikai szempontból is alkalmasak. Fontos az is, hogy a gép felépítése relatíve egyszerűre van szabva, könnyen hordozható és gázpalackról is működtethető, valamint a használatát is könnyű elsajátítani. Végül beépített szűrők védik az ápoló személyzetet a fertőzésveszélytől. Ezek miatt kifejezetten alkalmas a járvány miatt megváltozott körülmények közti bevetésre.
Hasonló, gyors fejlesztésű gépekkel sokan előálltak, még a NASA is, viszont én a sajátunkat tartom az egyik legígéretesebbnek világviszonylatban, mivel az eddigi teszteket tekintve ennek a berendezésnek a legoptimálisabbak a nyomásgörbéi.
Balázs bemutatja a fejlesztett lélegeztetőgép terveit. (Fotó: Író Zoltán)
Nem féltek egy idegen területen belevágni ilyen nagy kihívásba?
Kellő magabiztossággal láttunk neki a feladatnak, tekintve, hogy már rendelkezünk bizonyos mértékű tapasztalattal már a területen. Az épített mikroszkópjaink esetében ugyanis a stabilitást légpárnás asztalokkal biztosítjuk. Ezek lényegében a lélegeztetőgépekkel összemérhető nyomástartományban működnek, szintén elektromágneses szelepekkel ellátva. Ezeket egy hasonló típusú elektronika vezérli, amit csak át kellett programoznunk. Lényegében a meglévő tudásunkat integráltuk sikeresen az új fejlesztésbe. Emellett kiemelném, hogy az ország egyik legjobb orvosa, Lorx András segítette a munkánkat, aki a terület szakértője. A fejlesztést vele és Székely Imre kollégámmal megosztva hajtottuk végre.
Az első prototípus igen gyorsan, 10 nap alatt lett kész. Mégis, elárul néhány kulisszatitkot a fejlesztés folyamatáról? Mik voltak a legnagyobb kihívások?
A LUCA nevű szerkezet egy viszonylag egyszerű, nyomásvezérelt technikára épül, amelyet a legtöbb lélegeztetőgép is használ. Az általunk már használt csőrendszerekből, gázpalackokból, elektromágneses szelepekből és vezérlőelektronikából azok módosításával és átprogramozásával gyorsan össze tudtunk rakni egy prototípust, amely kiváló eredményekkel működött műtüdős teszten. Az első három nap a tervezéssel telt, amit három nap anyagbeszerzés követett. A legnagyobb kihívás a komponensek feltérképezése volt: a piacon könnyen elérhető, de orvosi célra felhasználható alkatrészek után kutattunk. Ehhez többezer technikai adatlapot néztünk át. A prototípus összerakása, programozása és tesztelése már viszonylag hamar és jól lefutott.
A LUCA névre keresztelt lélegeztetőgép modellje. Látványterv: Femtonics Kft.
A siker és gyorsaság titka jelentős mértékben az ELTE-n szerzett tudásanyagban rejlett. Persze az említett személyek, a remek csapat, Fütő Veronika projektmenedzser tevékenysége, Patai Péter szoftverfejlesztő, Merkely Béla, a Semmelweis Egyetem rektora és az Innovációs és Technológiai Minisztérium támogatása ugyanúgy kulcsfontosságú volt.
Szakemberként milyennek látja a járvány okozta jövőképet?
A legfőbb problémának azt tartom, hogy még mindig nem ismerjük igazán a vírust, márpedig a tulajdonságai fogják megszabni a jövőképet. Még a szakirodalomban is rengeteg ellentmondásos állítás jelenik meg, csak annyit tudunk, hogy ez a vírus jelentősen eltérő az eddigiekben ismert kórokozóktól. Amennyiben nem alakul ki immunitás, akkor előfordulhat, hogy komolyan át kell szerveznünk az életünket hosszabb távon is. Biztosnak tartom, hogy az emberiség nagyon nehezen tudna egy ilyen vírus jelenlétéhez alkalmazkodni, ha tudna egyáltalán. Jelenleg mi annyit tudunk tenni, hogy a lélegeztetőgépekkel igyekszünk segíteni.
Ha adhatna tanácsot a jelenlegi ELTE-s, tudományos pályára készülő hallgatóknak, mi lenne az?
Az ismereteket annyira mélyen sajátítsák el, hogy szükség esetén akár húsz év múlva is hasznosítani tudják azokat. Építsenek fel egy átfogó látásmódot, törekedjenek arra, hogy a különböző szakterületek, tudományok közti összefüggéseket átlássák. Tanulják meg a rendelkezésükre álló információkat alkalmazni problémamegoldásra, és innovatívan felhasználni azokat. Ajánlom, hogy amint megszereznek bármilyen új ismeretet például egy egyetemi előadáson, gondolkodjanak rajta, hogy milyen gyakorlati alkalmazást lehetne abból létrehozni. Jó, ha korán, már másodéven elkezdenek kutatásokhoz csatlakozni, amikor pedig már körvonalazódott az érdeklődési körük, célzottan építsék a tudásukat, hogy az a küldetésük megvalósításában bevethető legyen.
Fejléckép: Femtonics Kft.
