Je mu osmnáct let, ještě ani neodmaturoval, a už získal stipendium na prestižní britské univerzitě v Oxfordu. Ještě než se stal plnoletým, dosáhl úspěchů, jaké se nepovedou většině dospělých za celý život. Miluje americký seriál Teorie velkého třesku a jako malý snil o tom, že jednoho dne získá Nobelovu cenu.
Středoškolský student Nikolas Pippal vyvinul jako sedmnáctiletý systém pro intraoperační detekci mozkových nádorů, který využívají ve Fakultní nemocnici v Olomouci a který by se měl rozšířit i do světa.
Získal za něj Grand Award na světovém finále prestižní soutěže Regeneron ISEF, je držitelem i Ceny Jaroslava Heyrovského, vítězem Expo Science Amavet, stříbrná příčka mu patří v soutěži Středoškolák roku.
Jako jeden z vybraných kadetů si mohl nedávno vyzkoušet stav beztíže v misi Zero-G, a když zrovna není ponořen v datech, která jsou podle jeho slov ropou budoucnosti, tráví čas na ledě. Coby čárový hokejový rozhodčí se dostává často do centra šarvátek soupeřů. „Tyhle zkušenosti mi pak ve vědě hodně pomáhají. A je tomu i naopak,“ říká mladý muž.
Setkali jsme se spolu v kavárně v Cafe Prostoru, v areálu ČVUT v Praze. „Nikdy jsem tu nebyl, jsem rád, že objevím něco nového,“ chválí volbu Nikolas, který přijel do hlavního města vlakem z Olomouce.
S několika fakultami za zády tak může částečně ochutnat atmosféru vysokoškolského života, do něhož se po prázdninách sám ponoří.
Teď jste ukončil na gymnáziu v Olomouci třetí ročník. Příští rok vás čeká maturita. Zvládnete ji, když už budete studovat na Oxfordu?
To ještě úplně nevím. Na gymnáziu mám individuální vzdělávací plán, bez něhož bych nebyl poslední tři roky schopný fungovat. Se školou jsem řešil, že bych mohl čas od času přijet, napsat si všechny testy najednou a tím ukončit čtvrťák. Protože u nás není možné dělat maturitu, pokud člověk neprojde všemi ročníky.
Horší je, že se kryje časově se zkouškami na univerzitě. Asi to dopadne tak, že si ji udělám až v září. Ono, možná bych se bez ní obešel, pro zahraniční studium není zase tak podstatná, ale já to beru jako závazek vůči škole, vycházeli mi vstříc, poskytli vzdělání a nemohli by pak ani říci, že jsem jejich absolvent? To by nebylo fér.
Cítil jste už jako malý, že jste v něčem výjimečný?
To se asi takto nedá říci. Ale matematika a fyzika mě přitahovaly od dětství. Od malička jsem měl velkou podporu doma. Mým velkým vzorem, který jsem chtěl následovat, byl můj o šest let starší brácha. Taky byl plus minus jako já zaměřený na tyhle vědy a na programování.
Nejdřív jsem se účastnil různých matematických a fyzikálních olympiád a na základní škole jsem měl štěstí na paní učitelku, která mě v tom hodně podporovala a umožnila mi se rozvíjet. Po přechodu na osmileté gymnázium jsem měl pocit, že se nemusím učit, byl jsem oproti ostatním napřed. Až paní učitelce moje maminka poradila, že mi má dávat úkoly navíc a nešetřit mě.
Foto Jan Berounský
A nešetřila?
Byla přísnější, snažila se rozvíjet potenciál, který ve mně viděla. A s tím přišla i větší motivace. Na konci kvarty jsem pak dostal možnost přihlásit se do projektu Badatel na Přírodovědecké fakultě olomoucké univerzity, ve kterém se mohou středoškolští studenti zapsat do nějakého výzkumu. A já chtěl jít směrem matematika, programování, případně ještě fyzika.
Tehdy začínaly strojové učení a neuronové sítě, nové technologie, které mě opravdu lákaly. Našel jsem si projekt detekce mozkových nádorů a napsal jsem vedoucímu Ondrovi Pavlačkovi, zda bych se ho nemohl zúčastnit. Poslal mu životopis a nakonec jsme se setkali na katedře matematiky.
Tehdy projekt začínal a on mě do něho přizval. Ukázalo se, že si rozumíme, že přináším hodně podnětných věcí a nakonec vzhledem k tomu, že Ondra měl spoustu jiných povinností, to byl víc můj projekt a on byl spíš v roli odborného konzultanta.
Popište, o co v tom programu vlastně jde?
Když jsou operace mozku, tak jediná možnost, jak pomoci pacientům, je ta radikální, ale bezpečná resekce. Tedy vyříznutí celého nádoru, přičemž se ponechá mozek v bezpečí. Protože v okamžiku, kdy ten chirurg neodstraní celý nádor, tak vyroste znovu.
Na druhou stranu zase lékař nemůže řezat víc, protože jakmile by se dotknul zdravé tkáně, tak nikdo neví, jaké škody to na tom mozku zanechá. A univerzita přišla s tím, že by se mohla na detekci nádoru během operace využít Ramanova spektroskopie. To byla už tehdy standardně používaná metoda ve fyzice na analýzu materiálů.
To, k čemu já jsem se dostal, bylo, že doktoři během operací měřili spektra jak zdravého mozku, tak nádoru a ta mi pak předali. Dostal jsem tedy hromadu dat a mým cílem bylo vytvořit nástroj, program, který přijme to spektrum a dokáže rozpoznat, jestli se jedná o spektrum mozku, nebo o spektrum nádoru, a to okamžitě. Už během operace.
Jak?
Když chirurg operuje, má takovou sondu, která vypadá zhruba jako tužka. Tou změří v otevřené hlavě spektrum a program jej pak zpracuje, přes strojové učení vyhodnotí, zda jde o mozek, nebo o nádor.
Okamžitě vidí, kde ještě může řezat, kde je ještě nádor. Teď je to často tak, že na sále jsou přítomni i patologové, kteří zhruba vědí, jak vypadá nádorová tkáň, a k tomu ještě používají nějaké fluorescentní látky, jež ji mohou odhalit. Ale nejsou dost přesní, takže pak, když už si myslí, že většinou je konec, použijí náš program a objeví třeba ještě další velké ložisko. V tom jim to pomáhá.
Při této metodě se navíc objevilo, že nádory mají jinou spektrální charakteristiku v určité oblasti, což způsobuje nejspíš jakýsi protein. A to je náš budoucí cíl, odhalit přesně, v čem jsou tyto nádory jiné než zdravý mozek.
Když to budeme vědět, naučíme se je léčit, což může být přelomové hlavně v případech, kdy nejdou chirurgicky odstranit.
Zatím se tento program používá pouze v olomoucké nemocnici. Proč ne i jinde?
Na tom se pracuje. Chceme ho rozšířit i do dalších nemocnic v zemi, a také do zahraničí. Je spousta univerzit třeba i v Kanadě, které mají tu Ramanovu spektroskopii, ale ještě nemají metody na to vyhodnocování.
Takže my jsme se, jestli se nepletu, i v téhle době stali prvními, kteří mají metodu, která funguje spolehlivě. Ostatní mají sice sondu, ale ta jim ukáže jen hromadu čísel. Na jejich vyhodnocení potřebují ten můj software.
Foto Jan Berounský
Právě za něj jste získal několik ocenění. Jak moc je obtížné dostat se na nejstarší a nejprestižnější soutěž pro studenty středních škol Regeneron ISEF?
Musíte předtím projít jinými soutěžemi a být vybraní za danou zemi. Takže já musel nejdříve sepsat Středoškolskou odbornou činnost, práci v podstatě na úrovni bakalářky. K tomu je potřeba natočit až desetiminutové video, což byl pro mě velký problém mluvit do kamery.
A pak člověk prochází okresním, krajským a celostátním kolem, kdy před porotou ještě proběhne pětiminutová prezentace a pak se vede diskuse. Já v těch kolech vítězil v oboru matematika a statistika, což pro mě bylo potvrzením, že je dobré dělat vědu.
Díky tomu jsem získal širší nominace na zahraniční soutěže všude po světě, ať už to jsou Spojené státy, Čína, nebo země Evropské unie. A mně se povedlo dostat na EUCYS, což je European Union Contest for Young Scientists, velká soutěž v Evropě. Pořádá se na podzim a z Česka tam jezdí tři lidi. Celkově je tam kolem 150 projektů.
Tam jsem získal speciální cenu Evropské unie a v rámci toho byl výlet do výzkumného centra v Grenoblu, kde mi nabídli stáž v projektu zaměřeném na léčbu rakoviny kůže. Ale ISEF je ještě o level výš. Každý rok se koná ve Spojených státech, bývá tam kolem 1800 projektů.
Mně se do ní podařilo nominovat a loni v květnu jsem odjel do Los Angeles. Jsou tam lidé z celého světa, ročně se tam snaží dostat desítky milionů studentů. Tím, že mi v té době ještě nebylo ani osmnáct let, musel s námi být dospělý doprovod.
Jak dlouho soutěž v LA trvá?
Celá akce trvá týden. Ta hlavní soutěž, judging day, je jen jeden den a vždy ve středu. A vy tam od rána stojíte, a kdokoli z porotců může přijít a vy mu představíte svou práci. A už jsou to diskuse na úrovni, navíc vše v angličtině.
K tomu natočíte dvouminutové video, vytvoříte dokumentaci k projektu. Je to skvělá příležitost k networkingu, potkal jsem tam nové přátele z různých zemí.
Navíc se mi podařilo získat Grand Award, což je jedna z hlavních cen, a vzhledem k té obrovské konkurenci i velký úspěch. Byl jsem jediný Čech z pěti, který v tom daném ročníku uspěl. Když jsem stál na pódiu a se mnou samí Američané, byl jsem hrdý na to, že patříme do té světové špičky.
Co vám ta cena přinesla?
Jednak finanční odměnu, což bylo příjemné, a pak kontakty. Pro Američany je to taková mezistanice před vstupem na vysokou školu. Chodí tam zástupci těch nejprestižnějších, ať už je to Caltech, nebo MIT, a vybírají si studenty. A zároveň tam jsou firmy jako třeba NASA, což je sen každého matematika, nebo americké námořnictvo.
Lidem z něj se můj projekt moc líbil a chtěli mi nabídnout v budoucnu práci. S tím, že není problém získat americké občanství. Stačí prý, abych ve své zemi vstoupil do armády, k námořnictvu. Tak jsem jim smutně řekl, že Česká republika námořnictvo nemá, a sklidil jsem za to smích. Prý co je to za zemi, když nemá námořnictvo.
Tam jste také získal možnost studia na Oxfordu?
Ano. Ale to jsem vlastně ani nevěděl. Až když jsem přijel domů, tak jsem dostal mail od zástupců univerzity, že by mi rádi nabídli stipendium a že mě zvou na online pohovor. Byl jsem nervózní, že mě budou testovat a zkoušet, tak jsem jim napsal, co bych si měl připravit. Odpověděli, že je zajímá, co všechno mi musejí nabídnout oni, abych na jejich nabídku kývl. Z toho jsem byl v šoku.
Byl jsem tedy přijat na Oxford na obor matematika a programování. Stipendium mi pokryje jak cestovní výdaje, tedy letenky, tak ubytování, jízdné a stravné po celou dobu studia. Měl jsem nabídku jít také na Caltech, ale nakonec jsem se rozhodl pro Oxford.
Foto Jan Berounský
Budete chtít pokračovat ve vědecké práci i v Anglii?
Určitě. Rád bych pokračoval v těch projektech, co mám teď. V rámci stipendijního programu musím navíc pracovat na institutu EIT (Ellison Institute of Technology Oxford), kde mají spoustu projektů, hlavně do biomedicíny, ale teď do toho začínají aplikovat i strojové učení a neuronové sítě s umělou inteligencí. Z toho jsem nadšený, ale obecně asi nemám konkrétní zaměření, co bych přesně chtěl dělat.
Chci se věnovat aplikované matematice s programováním. Protože, co já říkám, tak data jsou ropou budoucnosti. Kdo má data, tak má moc, což já sice nepotřebuju, ale chci tím demonstrovat, jak silný nástroj jsou.
Pomáhají úplně kdekoli a člověk už si nedokáže představit, že by teď fungoval, aniž by byly technologie založené na datech. Projekty, které dělám, jsou hodně různé, ale vždycky to je zpracování kvanta dat, hledání vzorců. A mě hodně baví to propojení s medicínou.
Vidíte hned dopady své práce, ať už na lidské zdraví, nebo pomoc společnosti. Já potřebuji vidět nějaký posun, že to, čím se zabývám, k něčemu bude. Že nevymyslím nějakou geniální teorii, kterou někdo použije až za dvě stě let. Chci to vidět teď, že to má smysl.
K tomu směřuje váš druhý projekt, ekologický. O čem je?
V každém městě jsou různé teplotní ostrovy, oblasti, kde je výrazně vyšší teplota než okolí. To může způsobovat úmrtí, zdravotní problémy, a nedává to smysl ani energeticky. Když je venku horko, zapneme klimatizaci, nás to stojí peníze a ještě tou klimatizací vlastně vytopíme město víc, protože vytváří odpadní teplo.
Řešení je přitom velmi jednoduché. Je jím řízená výsadba vegetace, která to okolí ochladí. Ale aktuálně teď nejsou žádné metody, jak přesně ta místa lokalizovat, kde je potřeba změny udělat.
Protože to je ekonomicky náročné, vybudovat zelenou střechu na domu stojí hodně peněz a nikomu se nechce investovat, když neví, jaký to bude mít dopad.
A vy jste přišel s nějakým nápadem?
Ano, myšlenka je využít satelitní snímky, kterých jsou tisíce a jsou volně dostupné. Jen je potřeba zřídit si účet a vyplnit dotazník. S tím mi pomohl pan profesor z olomoucké univerzity z katedry geoinformatiky. Konkrétně jsem pak využíval snímky od NASA z programu Landsat.
Mým cílem bylo nejdříve vymyslet metodu pro zpracování těch snímků, protože mohou rozlišit, co je beton, co je asfalt, co je vegetace, voda. Na základě toho lze spočítat povrchovou teplotu města pro každý pixel zvlášť. Což je naprosto úžasné, jenže se to dělalo ručně a nebylo to nikdy úplně přesné. Pomocí této nové metody je zpracování výrazně přesnější a taky rychlejší. Jenže ani to mi nestačilo.
To vám přišlo málo?
Říkal jsem si, že když se dokážu podívat do historie, stále to městu neporadí a neřekne, kde má jaký park udělat. Tak jsem přišel s návrhem, že bych mohl kvantifikovat ochlazovací efekt vegetace. Třeba na základě vypočtené metriky, jako je například Vegetation Influence Factor, což je číslo, které vyjadřuje, jak moc zelené je okolí daného bodu.
A to lze spočítat z plánu města. Nejsou potřeba žádná historická data a můžeme přesně predikovat teplotu daného bodu do budoucna. Například developeři, až budou plánovat výstavbu, budou vědět, jak to ovlivní klima celého města. A kde bude nejefektivnější navrhnout vegetaci a úpravy.
Už se někde váš program uvádí do praxe?
Sepsal jsem z toho Středoškolskou odbornou činnost a teď jednám s jedním městem, kde by to chtěli využít. A rodí se myšlenka, že by z toho šlo udělat jakýsi startup.
Vím, že kromě vědy máte rád i hokej. Jak dlouho jste ho hrál?
Od malička, zhruba od šesti let. Předtím jsem dělal krasobruslení, což byla skvělá průprava. Naučil jsem se disciplínu, gymnastiku. Ale hokej mě chytil víc, nebyl jsem tam sám, ale v týmu a měli jsme i super trenéra, který byl sice dost přísný, ale naučil nás dodržovat režim a řád.
To mě drží doteď, být všude na čas, dělat to, co se má, i když to někdy nejde nebo vás to nebaví. Hodí se to u projektů, kdy víte, že se musíte kousnout a překonat nějakou překážku.
Ještě dnes si hokej zahraju, ale jen tak občas, udělal jsem si ale licenci na rozhodčího. Nejdříve jen k mládežníkům a dorostencům, a loni o prázdninách jsem získal nejvyšší českou licenci. Občas pískám třeba krajskou ligu, kde hrají čtyřicetiletí chlapi, a to je zážitek.
Ale zase je to dobré na sebeovládání a komunikaci. Rozhodčí je vždy ten, na kterého všichni řvou a nemají ho rádi. Musíte se hodně naučit klidu, jak mluvit s hráči a s trenéry nebo jak úplně vypnout, když na vás pokřikují, často i sprostě, fanoušci.
Foto Jan Berounský
Vaším úkolem je tedy řešit i šarvátky mezi soupeři, ne? To si vás neumím s vaší tělesnou konstitucí moc představit, jak od sebe odtrháváte hřmotné chlapy…
Je pravda, že když se tam perou dva borci, kteří mají dva metry a každý 150 kilo, a já tam přijedu se svými 176 centimetry a sedmdesáti kily, tak to může vypadat i vtipně. Ale zase na druhou stranu oni mají respekt z toho proužkovaného dresu a z píšťalky. Postupem času se naučíte, kdy mezi ně zasáhnout. Když je to moc brzy, tak můžete nějakou tu ránu taky schytat.
Když jste nadšenec do aplikované matematiky a fyziky, máte rád seriál Teorie velkého třesku?
Samozřejmě jsem velký milovník seriálu. Jako malý jsem měl oblíbeného Sheldona, připadal mi úžasný. Jak jsem rostl, tak už mi byl sympatičtější méně, kvůli tomu jeho chování byl spíš špatný vzor. Ale jinak Teorii zbožňuju.
A mám takový zvyk, že před každou soutěží nebo nějakým důležitým krokem si vždy večer musím alespoň jeden díl pustit. Už to držím poslední tři roky a zatím jsem ani jednou nevynechal. Někdy volím díl tematicky, třeba když jdu řešit nějaký experiment, podívám se, jaký dělali oni.
K tomu, aby se z vás stal vědec, jste měl vytvořené podmínky v rodině?
Moji rodiče pracují oba v IT, i když ani jeden z nich nechtěli, abychom dělali s bráchou to stejné. Maminka si vždy přála, aby ze mě byl doktor. Což se jí tak trochu splnilo, k medicíně jsem se dostal.
Za co jsem rodičům hodně vděčný, že už od malička dbali na to, abychom uměli anglicky. Měli jsme soukromou učitelku, byla to spíš pro mě taková teta, která pocházela z Trinidadu. S ní i s jejím synem jsem trávil odpoledne a přirozeně se angličtinu naučil.
Za to jsem rád, protože čeština, ač je to krásný jazyk, vám je v zahraničí na nic. Angličtina je univerzální, všechny projekty prezentuju anglicky, bez toho bych už se dnes nechytal. No, a ještě jsem si přidal němčinu, protože se mi ten jazyk moc líbí.
Nedávno jste si vyzkoušel i stav beztíže, jako jeden z šestadvaceti kadetů mise Zero-G. I tady jste musel projít náročným výběrem a několika koly. Jaké to pro vás bylo?
Úžasná zkušenost. Už jen tím, co za lidi jsem poznal. Byl jsem v týmu se Simonem Klingou. Přihlásil jsem se letos rovněž na kemp Yemiho AD Moonshot Young Leaders Camp, kam mě přijali, z čehož mám obrovskou radost.
Věřím, že tam můžu najít lidi, kteří mi poradí třeba s rozjezdem toho startupu. Protože to je něco, co jde mimo mě. Jsem schopen dělat vědu a sedět doma u počítače, ale tahle část byznysová mě trochu míjí.
A co vaše ambice získat Nobelovu cenu? Stále trvá?
Jako pro malého to byl pro mě obrovský sen, ale dnes už to nevidím jako nutnost. Ale vlastně, kdo ví. Třeba se to jednou ve spojení s medicínou povede.
The post Z Olomouce na Oxford. Středoškolák získal stipendium za detekci mozkových nádorů appeared first on Forbes.
