تكنولوجيا واجهة الحاسوب العصبية تعيد الإحساس إلى يد شخص مصاب bằng إصابة في الحبل الشوكي

فريق من الباحثين في Battelle ومركز جامعة ولاية أوهايو وكسنر الطبي يبلغون عن نجاحهم في استعادة الإحساس إلى يد شخص مصاب بإصابة شديدة في الحبل الشوكي باستخدام تكنولوجيا واجهة الحاسوب العصبية. وهذه التطورات تأتي في وقت يعمل فيه الباحثون في جميع أنحاء العالم على تكنولوجيا قادرة على استعادة وظيفة الأطراف للأشخاص الذين يعانون من شلل بسبب إصابة أو مرض.

البحث تم نشره في مجلة Cell في 23 أبريل.

مكافئ الإحساس الاصطناعي

تعتمد التكنولوجيا الجديدة على استخدام إشارات عصبية دقيقة غير محسوسة يتم تعزيزها من خلال مكافئ الإحساس الاصطناعي، والتي يتم إرسالها обратًا إلى الشخص. وتؤدي هذه الطريقة إلى زيادة كبيرة في وظيفة الحركة.

باتريك غانزر هو المؤلف الأول وعالم أبحاث رئيسي في Battelle.

“نحن نأخذ أحداث اللمس غير المحسوسة ونعززها إلى الإدراك الواعي،” يقول غانزر. “عندما فعلنا ذلك، رأينا تحسينات وظيفية عديدة. كان لحظة إيكوركا كبيرة عندما استعدنا أولاً إحساس المشارك باللمس.”

المشارك

المشارك كان رجلًا يبلغ من العمر 28 عامًا كان قد تعرض لحادث سيارة في عام 2010، مما أدى إلى إصابة شديدة في الحبل الشوكي. وقد شارك المشارك، الذي اسمه إيان بورخارت، في مشروع يسمى NeuroLife منذ عام 2014 من أجل استعادة وظيفة ذراعه الأيمن.

تستخدم الجهاز الجديد نظامًا من الأقطاب الكهربائية التي توضع على الجلد وشريحة كمبيوتر صغيرة مدمجة في القشرة الحركية. وهناك أسلاك توجيه إشارات الحركة من الدماغ إلى العضلات، مما يسمح بتحويل إصابة الحبل الشوكي. مع الجهاز، يمكن لبورخارت التحكم في ذراعه وتنفيذ أفعال مثل رفع كوب قهوة، ومسح بطاقة الائتمان، ولعب ألعاب فيديو تتطلب استخدام اليدين والأذرع.

“حتى الآن، في بعض الأحيان شعر إيان أن يده كانت غريبة بسبب نقص التغذية الراجعة الحسية،” يقول غانزر. “كما أنه يعاني من صعوبة في التحكم في يده ما لم يكن يراقب تحركاته بعناية. هذا يتطلب الكثير من التركيز ويجعل المهام البسيطة مثل شرب صودا أثناء مشاهدة التلفزيون شبه مستحيلة.”

كلما حفز الباحثون جلده، لم يكن هناك أي إحساس، ولكن إشارة عصبية ما زالت موجودة في دماغه. كان المشكلة أن الإشارة العصبية كانت صغيرة جدًا بحيث لا يمكن إدراكها. تمكن الباحثون من تعزيز الإشارة بحيث يمكن للدماغ الاستجابة.

من خلال استخدام التغذية الراجعة الحسية، تم إرسال إشارات اللمس غير المحسوسة بشكل اصطناعي إلى بورخارت، مما مكنه من إدراكها.

باستخدام الطريقة الجديدة، كان بورخارت قادرًا على الكشف عن الأشياء فقط من خلال اللمس. كان هناك كسر أرضي آخر هو أن النظام هو أول واجهة حاسوب عصبية تسمح باستعادة الحركة واللمس في نفس الوقت، مما يوفر شعورًا أكبر بالسيطرة. وأخيرًا، يسمح النظام لواجهة الحاسوب العصبية بحس كمية الضغط المناسبة لمعالجة كائن.

فريق الباحثين يريد إنشاء نظام واجهة حاسوب عصبية يمكن استخدامه في المنزل. يتم تطوير سترة الجيل التالي حاليًا، والتي تحتوي على أقطاب كهربائية ومستشعرات يمكن وضعها وخلعها. كما يعملون على نظام يمكن التحكم فيه بواسطة جهاز لوحي بدلاً من الكمبيوتر.

“لقد كان من المذهل رؤية إمكانيات المعلومات الحسية القادمة من جهاز تم إنشاؤه في الأصل لسماح لي بالتحكم في يدي في اتجاه واحد فقط،” يقول بورخارت.