נתן קופלנד, גבר בן 28 שלא יכול היה לחוש או להזיז את זרועותיו ורגליו התחתונות לאחר תאונת דרכים, החזיר לעצמו את תחושת המגע דרך זרוע רובוטית שהוא שולט במוחו.
הניתוח של קופלנד, שכלל השתלת ארבעה מערכי מיקרו-אלקטרודות זעירים כל אחד כמחצית מגודל כפתור חולצה במוחו, הוא תחילה רפואית.
השתלים מתחברים לממשק מחשב המוח (BCI), שפותח על ידי חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג. הצוות מתאר את התוצאות ב מדע רפואת Translational.
"התוצאה החשובה ביותר במחקר זה היא שמיקרו-גירוי של קליפת המוח החושית יכול לעורר תחושה טבעית במקום עקצוץ", אומר מחבר המחקר אנדרו ב. שוורץ, פרופסור לנוירוביולוגיה ויו"ר במדעי המוח במערכת. “הגירוי הזה בטוח, והתחושות המעוררות יציבות לאורך חודשים.
{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}
"יש עדיין הרבה מחקר שצריך לבצע כדי להבין טוב יותר את דפוסי הגירוי הדרושים כדי לעזור לחולים לבצע תנועות טובות יותר."
זה לא הניסיון הראשון של הקבוצה ל- BCI. לפני ארבע שנים, מחברת המחקר ג'ניפר קולינגר, פרופסור לרפואה גופנית ושיקום, ומדענית מחקר של מערכת הבריאות VA פיטסבורג, והצוות הדגים BCI שעזר ליאן שוורמן, שיש לו קוואדרפלגיה שנגרמה על ידי מחלה ניוונית. הסרטון של שוירמן מאכילה את עצמה בשוקולד באמצעות הזרוע הרובוטית הנשלטת על ידי הנפש נראה ברחבי העולם. לפני כן טים המס, משותק בתאונת אופנוע, הושיט יד לגעת בידיים עם חברתו.
אך הדרך בה זרועותינו מטבע הדברים נעות ומתקשרות עם הסביבה סביבנו נובעת יותר מחשיבה ותנועה של השרירים הנכונים. אנו מסוגלים להבדיל בין פיסת עוגה לפחית סודה באמצעות מגע, להרים את העוגה בעדינות יותר מהפחית. המשוב המתמיד שאנו מקבלים מחוש המגע הוא בעל חשיבות עליונה שכן הוא אומר למוח לאן לנוע ובכמה.
עבור מנהיג המחקר רוברט גאונט, פרופסור לרפואה גופנית ושיקום, זה היה הצעד הבא של ה- BCI.
כאשר גאונט ועמיתיו חיפשו את המועמד המתאים, הם פיתחו ושכללו את המערכת שלהם כך שתשומות מהזרוע הרובוטית מועברות דרך מערך מיקרו-אלקטרודות שהושתלו במוח שם נמצאים הנוירונים השולטים בתנועת היד ובמגע. מערך המיקרו-אלקטרודות ומערכת הבקרה שלו, שפותחו על ידי Blackrock Microsystems, יחד עם הזרוע הרובוטית, שנבנתה על ידי המעבדה לפיזיקה יישומית של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס, היוו את כל חלקי הפאזל.
סיפורו של קופלנד
בחורף 2004, קופלנד, שהיה אז בן 18, נסע בלילה במזג אוויר גשום כשהוא היה בתאונת דרכים שניתק את צווארו ופצע את חוט השדרה, והותיר אותו עם ריבוע פלגים מהחזה העליון ומטה.
לאחר התאונה הוא נרשם למרשם חולים שמוכנים להשתתף בניסויים קליניים. כמעט עשור לאחר מכן, צוות המחקר שאל אם הוא מעוניין להשתתף במחקר הניסוי.
לאחר שעבר את מבחני המיון הועבר קופלנד לחדר הניתוח באביב האחרון. נעשה שימוש בטכניקות הדמיה לזיהוי האזורים המדויקים במוח קופלנד המתאימים לתחושות בכל אחת מאצבעותיו ובכף ידו.
"אני מרגיש כמעט כל אצבע - זו תחושה ממש מוזרה," אמר קופלנד כחודש לאחר הניתוח. "לפעמים זה מרגיש חשמלי ולפעמים הלחץ שלו, אבל לרוב אני יכול לומר לרוב האצבעות בדיוק מוגדר. זה מרגיש כאילו האצבעות שלי נוגעות או נדחפות. "
בשלב זה, קופלנד יכול לחוש לחץ ולהבחין במידה מסוימת בעוצמתו, אם כי הוא אינו יכול לזהות אם חומר חם או קר, מסבירה החוקרת והמחקר הנוירוכירורגית אליזבת טיילר-כברה.
גאונט אומר כי כל מה שקשור לעבודה נועד להשתמש ביכולות הטבעיות והקיימות של המוח כדי להחזיר לאנשים את מה שאבד אך לא נשכח.
"המטרה הסופית היא ליצור מערכת שזזה ומרגישה בדיוק כמו שזרוע טבעית הייתה עושה", אומר גאונט. "יש לנו דרך ארוכה להגיע לשם, אבל זו התחלה נהדרת."
התכנית של סוכנות פרויקטים למחקר מתקדם של ההגנה התוכנה מהפכת תותבות מהווה את רוב המימון.
מקור: אוניברסיטת פיטסבורג
ספרים קשורים:
at InnerSelf Market ואמזון
