מחשב המסייע למשותקים לחוש שוב

"התוצאה החשובה ביותר של מחקר זה היא שמיקרו-גירוי של הקליפה המוטורית יכול לגרום לחישה טבעית, זאת במקום לעקצוץ", אמר אחד מהחוקרים השותפים למחקר

החזרת תחושה באמצעות זרוע רובוטית. צילום: אוניברסיטת פיטסבורג
החזרת תחושה באמצעות זרוע רובוטית. צילום: אוניברסיטת פיטסבורג

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

דמיינו שהייתם מעורבים בתאונת דרכים שהותירה אתכם משותקים בידיים ובאצבעות. כעת, דמיינו שאתם מקבלים בחזרה את היכולת לחוש בהן, כעבור עשור, בעזרת יד רובוטית הנשלטת על ידי המוח ומחוברת אליו ישירות.

זה בדיוק מה שחווה נתן קופלנד, צעיר בן 28 לאחר שהוא יצא מניתוח מוח שבו הוא חובר לממשק מחשב -מוח, ממשק שפותח על ידי חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג ומהמרכז הרפואי שלה. במחקר, שתוצאותיו פורסמו בכתב העת המדעי Science Translational Medicine, צוות חוקרים בראשותו שלRobert Gaunt, פרופסור לרפואה פיזיקאלית ושיקום, הדגימו בפעם הראשונה אי פעם בבני אדם טכנולוגיה המאפשרת לאנשים משותקים לחוש מחדש את ההרגשה של מגע בעזרת זרוע רובוטית הנשלטת על ידי המוח.

"התוצאה החשובה ביותר של מחקר זה היא שמיקרו-גירוי של הקליפה המוטורית יכול לגרום לחישה טבעית, זאת במקום לעקצוץ", אמר אחד מהשותפים למחקר. הגירוי בטיחותי לחלוטין, והתחושות שהתעוררו מחדש מתקיימות למשך חודשים שלמים. עדיין יש צורך במחקר נוסף על מנת להבין טוב יותר את דפוסי הגירוי הנדרשים בשביל לסייע למטופלים לשפר את תנועותיהם".

זה אינו הניסיון הראשון של צוות מחקר זה בטכנולוגיה של ממשק מחשב-מוח. לפני כארבע שנים, הפרופסור ג'ניפר קולינג'ר, כותבת שותפה של המאמר המתאר את המחקר הנוכחי, הדגימה כיצד הטכנולוגיה סייעה לגברת Jan Scheuermann, שהייתה משותקת בכל ארבע הגפיים כתוצאה ממחלה ניוונית. סרטון הווידאו בו נראית הגברת אוכלת בעצמה קוביית שוקולד בעזרת הזרוע הרובוטית הנשלטת על ידי המוח הופץ ופורסם בכל רחבי העולם.

אולם, האופן שבו הזרועות שלנו נעות ומגיבות באופן טבעי עם הסביבה האופפת אותנו אינו נשלט רק על ידי חשיבה והזזת השרירים המתאימים. האדם מסוגל להבדיל בין פיסת עוגה לבין פחית משקה בעזרת תחושת המגע ולאחוז בעוגה בעדינות רבה יותר מאשר בפחית. המשוב הקבוע שאנו מקבלים מתחושת המגע הוא בעל חשיבות מהותית למוח השולט בתנועה ובעוצמת האחיזה.

עבור צוות החוקרים, שלב זה היה הצעד המתבקש הבא עבור הטכנולוגיה שלהם. בזמן שהם מחפשים אחר המועמד המתאים שלהם, החוקרים שיפרו וכיווננו את המערכת שלהם באופן כזה שהאותות המתקבלים מתוך הזרוע הרובוטית מועברים דרך מערך מיקרו-אלקטרודות שהושתל באזור במוח שבו נמצאים הנוירונים השולטים בתנועה ובמגע של הידיים. מערך המיקרו-אלקטרודות ומערכת הבקרה שלו, שפותחו על ידי חברת 'Blackrock Microsystems', יחד עם הזרוע הרובוטית, שנבנתה על ידי מעבדת הפיזיקה היישומית של אוניברסיטת ג'ון הופקינס, מהוות את כל הפיסות של התצרף.

נתן קופלנד הפך למשותק בכל ארבע הגפיים שלו בעקבות תאונת דרכים. מיד לאחר התאונה הוא נרשם למאגר המועמדים המוכנים להשתתף במיזם של ניסויים קליניים באוניברסיטת פיטסבורג. כמעט עשור שנים לאחר מכן, צוות המחקר שאל אותו אם הוא מוכן להשתתף במחקר הניסויי. לאחר שהוא עבר את בדיקות הניפוי הראשוניות, הוא הועבר לחדר הניתוח באביב שעבר. החוקרים השתילו במוחו של נתן מערכים של אלקטרודות, כל אחד בגודל של כפתור חולצה. לפני הניתוח עצמו, שיטות דימות שימשו על מנת לזהות את האזורים המדויקים במוחו השולטים בתחושות של כל אחת מהאצבעות וכף היד שלו. "אני ממש יכול להרגיש כל אחת מאצבעותיי – זוהי ממש תחושה מוזרה", אמר נתן כחודש לאחר הניתוח המוצלח שהוא עבר. "לעיתים זה מרגיש כמו זרם חשמלי ולעיתים כמו לחץ, אבל ברוב המקרים אני מצליח לדעת מה עושה כל אחת מאצבעותיי בדיוק. התחושה היא כאילו האצבעות שלי באות במגע עם עצם אחר או כאילו לוחצים עליהן". כרגע, נתן מסוגל להרגיש לחץ המופעל על אצבעותיו ואת עוצמתו של לחץ זה ברמה מסוימת, למרות שהוא לא יכול לדעת אם החומר חם או קר, מסביר אחד מהחוקרים בצוות.

את ההתקדמות בטכנולוגיה זו מסביר אחד מהחוקרים: "לאט אך בבטחה קידמנו את המחקר הזה. לפני ארבע שנים הדגמנו כיצד ניתן לשלוט בתנועה. כעת הראנו כיצד ניתן להיעזר בזרוע הרובוטית על מנת לחדש את תחושת המגע של האיבר המשותק". החוקר מסביר כי כל המחקר נועד לעשות שימוש ביכולות הטבעיות והקיימות של המוח במטרה להחזיר לאנשים את מה שאבד אך לא נשכח. "המטרה הסופית היא ליצור מערכת שמאפשרת תנועה וחישה כמו של זרוע טבעית", מסביר החוקר הראשי. "עדיין יש לפנינו דרך ארוכה עד להשגת יעד זה, אולם ההתחלה מבטיחה במיוחד".

הידיעה על המחקר

תקציר המאמר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן