גפיים ביוניות בחיווט מחודש / גארי סטיקס

ייתכן שהסוד לשליטה מוחית בגפיים תותבות הוא להתעלם מן המוח לגמרי

בשנים האחרונות, מדענים הציגו הישגים רבים בחיווט של גפיים תותבות היישר למוח. כמה מחקרים דיווחו שאנשים בעלי מוגבלויות חמורות, או קופים ששימשו כנבדקים חלופיים, השתמשו בגפיים ביוניות ושלטו בהם בכוח המחשבה כדי להרים ספל או “לתת כִּיף”, למשל.

רבים מן ההתקנים האלה צריכים לעבור עוד דרך ארוכה כדי להיות יותר מתצוגות מעבדה מחוכמות, המחייבות כוונון מדויק ורצוף כדי לשמור על חיבור יעיל למוח. קריאה אמינה של אותות מאלקטרודות שמושתלות במוח היא אחד האתגרים הגדולים של מדעי המוח ושל ההנדסה הביו-רפואית, והיא תעסיק גם את הדורות הבאים של החוקרים.

בינתיים, המדענים והמהנדסים מצאו דרך לגשר על החולייה החסרה. במקום לנסות לפענח את המולת האותות שבתוך המוח, כמה חוקרים יוצרים תותבות שמקבלות פקודות מקצות העצבים שנותרו לאחר הקטיעה.

הדוגמה הטובה ביותר עד כה היא כנראה השוק הרובוטית שפותחה במכון לשיקום בשיקגו. המדענים שם הצמידו לירך של זאק ואוטר, כיום בן 32, רשת גלילית של 96 אלקטרודות אחרי שהשוק שלו נקטעה לאחר תאונת אופנוע ב-2009. בספטמבר 2013 דיווחו הרופאים בכתב העת לרפואה של ניו אינגלנד שהאלקטרודות האלה קולטות אותות המגיעים מן המוח של זאק בקצות העצבים הפריפראליים, ומורות לרגל התותבת ללכת ואפילו לעלות במדרגות.

כדי להתגבר על האתגר ההנדסי של חילוץ אותות ברורים וחזקים מן העצבים שנותרו ברגלו של ואוטר, חיברו הרופאים את העצבים האחראים לתנועות כף הרגל אל שיירי שרירים, שפועלים כמגברי אותות טבעיים. “שריר מגביר את הפקודות המוטוריות פי 1,000 לערך,” אומר טוד קוּיקֶן, מנהל המרכז לרפואה ביונית במכון.

תותבת חדשה אחרת השתמשה בקישור פריפריאלי דומה כדי להעביר אותות של תחושת מגע בכיוון ההפוך: מן הגפיים למוח. חוקרים באוניברסיטת קייס וסטרן רזרב שתלו אלקטרודות זעירות בזרוע העליונה של קטוע יד וחיברו אותן לזרוע וליד רובוטיות. כשהחיישנים ביד הביונית זיהו לחץ, האלקטרודות עוררו קצות עצבים כדי להעביר את המידע על המגע למוח. החוקרים בחנו את ההתקן בכך שביקשו ממטופל שעיניו מכוסות לקטוף עינב. “הוא הצליח לאחוז אותו בכוח חזק דיו כדי לקטוף אותו, אך לא חזק במידה שתמעך את הפרי,” אומר דסטין טיילר, פרופסור להנדסה ביו-רפואית בקייס ווסטרן.

קישורים ישירים בין התותבות למוח עדיין יידרשו בעתיד אצל מטופלים שפגיעה בחוט השדרה שלהם מונעת העברה של אותות עצביים לגפיים. בינתיים, התחברות לקצות העצבים הפריפראליים עשויה לעזור לחלק ממיליון קטועי הרגליים בארה”ב ללכת ביתר קלות.

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל