גישה חדשה יכולה להוביל לאביזרים אלקטרוניים המופעלים על ידי מחשבות

שתלים עצביים נוכחיים מסוגלים להקליט כמויות עצומות של פעילות עצבית, אשר משודרת אז דרך כבלים למחשב. חוקרים ניסו לפתח ממשקי מוח-מחשב אלחוטיים כדי להשלים את הפעולה הזו, אבל זה דורש כמות גדולה של כוח. בגלל כמות כוח גדולה זו, יוצרים מדי כמות הרבה חום, מה שהופך את השתלים ללא בטוחים עבור חולים. 

עכשיו, מחקר חדש היוצא מסטנפורד מתכוון לפתור את הבעיה הזו. חוקרים באוניברסיטה עובדים ברציפות על טכנולוגיה שיכולה להוביל לחולי שיתוק להשיג שליטה על גפיים. בפרט, הם כיוונו לטכנולוגיה שתאפשר לחולים אלה לשלוט באביזרים וליצור אינטראקציה עם מחשבים באמצעות מחשבותיהם. 

ממשק מוח-מחשב

כדי להשיג זאת, הצוות התמקד בשיפור ממשק מוח-מחשב, הוא התקן שמושתל על פני המוח של החולה, מתחת לגולגולת. השתל מחבר את מערכת העצבים האנושית להתקן אלקטרוני, שיכול לעזור לשחזר שליטה מוטורית לאדם שסבל מפציעה בחוט השדרה או מצב נוירולוגי.

התקנים הנוכחיים מקליטים כמויות גדולות של פעילות עצבית ומשדרים אותם דרך כבלים למחשב, וכאשר חוקרים מנסים ליצור ממשקי מוח-מחשב אלחוטיים, זה הוא הרגע בו מופק חום רב מדי. 

צוות המהנדסים החשמליים והנוירולוגים, כולל קרישנה שנוי, PhD, ובוריס מורמן, PhD, והנוירוכירורג והנוירולוג ג’יימי הנדרסון, MD, הדגימו דרך אפשרית להשגת התקן אלחוטי שמסוגל לאסוף ולשדר אותות עצביים מדויקים, תוך שימוש בעשירית מהכוח הנדרש על ידי מערכות נוכחיות. 

ההתקנים האלחוטיים המוצעים יראו יותר טבעיים מאלה עם כבלים, ולחולים תהיה טווח תנועה גדול יותר.

הגישה תוארה על ידי סטודנט לתואר שני ניר אבן-חן ועמית בתר-דוקטורנט דנטה מורטור, PhD במאמר שפורסם בNature Biomedical Engineering. 

בידוד אותות עצביים

הנוירולוגים הצליחו לזהות אותות עצביים ספציפיים שנדרשו כדי לשלוט בהתקן תותב. ההתקן יכול להיות הכל, מזרוע רובוטית ועד סמן עכבר במחשב. 

המהנדסים החשמליים יצרו את המעגלים שיאפשרו ממשק מוח-מחשב אלחוטי לעבד ולשדר את האותות העצביים שזוהו. על ידי בידוד האותות, פחות כוח היה נדרש, מה שהפך את ההתקנים לבטוחים יותר להשתלה על פני המוח.

הצוות בדק את הגישה שלהם על ידי שימוש בנתונים עצביים שנאספו משלושה פרימטים לא-אנושיים וממשתתף אנושי אחד. בניסוי הקליני, המשתתפים ביצעו משימות תנועה כמו מיקום סמן עכבר על מסך מחשב. הם אז הקליטו מדידות, והצוות הצליח לקבוע כי על ידי הקלטת תת-קבוצה של אותות מוח מסוג פעולה, תנועתו של אדם יכולה להיות מושפעת על ידי ממשק אלחוטי. 

הגורם המפריד העיקרי בין התקן זה להתקן המקושר הוא בידוד, עם ההתקן המקושר שמקליט אותות מוח בכמויות גדולות. 

צוות החוקרים יבנה עכשיו שתל על בסיס הגישה החדשה והעיצוב.