טכנולוגיית ממשק מוח-מחשב משיבה תחושה לידו של אדם עם פגיעה בחוט השדרה

קבוצת חוקרים ב- Battelle ובמרכז הרפואי Wexner של אוניברסיטת מדינת אוהיו דיווחו כי באמצעות שימוש בטכנולוגיית ממשק מוח-מחשב, הם הצליחו להשיב תחושה לידו של אדם עם פגיעה קשה בחוט השדרה. פיתוח זה מגיע בעת שחוקרים ברחבי העולם עובדים על טכנולוגיה המסוגלת להשיב תפקוד גפיים לאנשים משותקים עקב פציעה או מחלה.

המחקר פורסם בכתב העת Cell ב-23 באפריל.

משוב חושי מלאכותי

הטכנולוגיה החדשה מסתמכת על שימוש באותות עצביים זעירים שאינם ניתנים לקליטה, שמוגברים דרך משוב חושי מלאכותי, המוחזר לאדם. שיטה זו גורמת לעלייה גדולה בתפקוד המוטורי.

פטריק גנזר הוא המחבר הראשי ומדען מחקר ראשי ב- Battelle.

“אנו לוקחים אירועים חושיים תת-תפיסתיים ומגבירים אותם לתפיסה מודעת,” אומר גנזר. “כאשר עשינו זאת, ראינו מספר רב של שיפורים תפקודיים. זה היה רגע ‘אורה’ גדול כאשר השיבנו לראשונה את תחושת המגע של המשתתף.”

המשתתף

המשתתף היה גבר בן 28, שהיה מעורב בתאונת דרכים ב-2010, שגרמה לפגיעה קשה בחוט השדרה. המשתתף, ששמו איאן בורקהרט, היה מעורב בפרויקט בשם NeuroLife מאז 2014, על מנת להשיב תפקוד לזרועו הימנית.

ההתקן שפותח לאחרונה משתמש במערכת אלקטרודות המותקנות על העור ובשבב מחשב קטן המושתל בקורטקס המוטורי. ישנם כבלים שמובילים אותות תנועה מהמוח לשרירים, ובכך מאפשרים לעקוף את פגיעת חוט השדרה. עם ההתקן, בורקהרט מסוגל לשלוט בזרועו ולבצע פעולות כגון הרמת כוס קפה, החלקת כרטיס אשראי ומשחק במשחקי וידאו הדורשים שימוש בידיים ובזרועות.

“עד עכשיו, לפעמים איאן הרגיש כאילו ידו הייתה זרה עקב מחסור במשוב חושי,” אומר גנזר. “הוא גם מתקשה בשליטה על ידו, אלא אם הוא צופה בתנועותיו בקפידה. זה דורש הרבה ריכוז והופך פעולות פשוטות כמו שתיית סודה בזמן צפייה בטלוויזיה לקשות מאוד.”

כל אימת שהחוקרים גרמו לעורו, לא היה שום תחושה, אך אות עצבי עדיין היה נוכח במוחו. הבעיה הייתה שהאות העצבי היה קטן מדי ולא יכול להתקבל. החוקרים הצליחו לחזק את האות כך שהמוח יוכל להגיב.

באמצעות שימוש במשוב הפטישי, אותות המגע התת-תפיסתיים הוחזרו באופן מלאכותי לבורקהרט, מה שאיפשר לו לקלוט אותם.

עם השיטה החדשה, בורקהרט היה מסוגל לגלות דברים רק דרך מגע. פריצת דרך נוספת הייתה שהמערכת היא הראשונה מסוגה שמאפשרת השבת תנועה ומגע בו-זמנית, מה שמעניק תחושה גדולה יותר של שליטה. לבסוף, השיטה מאפשרת למערכת לחוש את הלחץ הנכון לטיפול באובייקט.

קבוצת החוקרים רוצה ליצור מערכת ממשק מוח-מחשב שתוכל להשתמש בבית. כרגע מפותחת שרוול דור הבא, המכיל אלקטרודות וחיישנים שיכולים להיות מותקנים והסרו. הם עובדים גם על מערכת המסוגלת להיות מופעלת על ידי טאבלט במקום מחשב.

“זה היה מדהים לראות את האפשרויות של מידע חושי המגיע מהתקן שנוצר במקור רק כדי לאפשר לי לשלוט בידי בכיוון אחד,” אומר בורקהרט.