סיקור מקיף

הזזת פרוטזות בכוח המחשבה

הרעיון ללמד את המוח להזיז באמצעות מחשבות סמן במחשב או זרוע רובוטית עמד במרכז הכנס השנתי של "החברה למדעי העצב" שהתקיים לפני שבועיים במיאמי

תארו לעצמכם מצב שבו אדם המשותק בגפיו מפעיל באמצעות מחשבותיו זרוע רובוטית שמכניסה לפיו עוגייה. זה נשמע אמנם כמו קטע מסיפור מדע בדיוני, אך בימים אלה שוקדות קבוצות מחקר ברחבי העולם על פיתוח מכשירים שיתרגמו מחשבות לתנועות שיבוצעו על ידי רובוטים ומחשבים. מכשירים אלה יסייעו למיליוני בני אדם שאיבדו את כושר התנועה שלהם לבצע פעולות ולתקשר עם הסביבה.

הרעיון ללמד את המוח להזיז באמצעות מחשבות סמן במחשב או זרוע רובוטית עמד במרכז הכנס השנתי של "החברה למדעי העצב" שהתקיים לפני שבועיים במיאמי. בכנס הוצג הדור הראשון של מכשירים המונעים באמצעות גלי מוח. יעילות המכשירים האלה נבדקת בימים אלה בעזרת אנשים הסובלים משיתוק קשה. על מידת ההתקדמות בתחום זה אפשר ללמוד מדברי אחד ממשתתפי הכנס, שאמר כי הבעיות העיקריות הניצבות היום לפני מפתחי המכשירים אינן מדעיות אלא הנדסיות. סקירה נרחבת על כך התפרסמה באחרונה בכתב העת "Science".

כיצד עובר המידע מהמוח לגפיים? נניח לשם הדגמה כי אנו חפצים להרים כדור מהרצפה. מערכת הראייה שולחת מידע לחלק האחורי של קליפת המוח. זה מתכנן את התנועה ושולח פקודה לאזור במוח שמפקח על התנועה. משם נשלחות הוראות מדויקות לביצוע המשימה דרך חוט השדרה לשרירי הזרוע. אך כאשר נפגע חוט השדרה מעבר המידע מהמוח לגפיים נחסם, והגפיים אינן מגיבות לפקודות.

בשנים האחרונות התרחבה ההבנה בכל הנוגע ליחסי הגומלין בין תאי המוח והתארגנותם המתואמת להפעלת איברי התנועה. במקביל פותחו אלקטרודות המסוגלות לקלוט בו בזמן מידע מתאי עצב רבים. כל אלה הכשירו את הקרקע לפיתוח פרוטזות שיקבלו מידע ישירות מהמוח ויפעלו במקום איברי התנועה המשותקים.

את הצעד הראשון בפיתוח מכשירים כאלה עשה פיליפ קנדי, מדען ראשי בחברת "אותות עצביים" באטלנטה, שפיתח מכשיר שיסייע למי שאינם יכולים לתקשר עם הסביבה לעשות כן. קנדי בנה אלקטרודה מחוררת המושתלת במוח ומשחררת בו תערובת של חומרים הגורמים לתאי העצב להצמיח שלוחות. שלוחות העצבים חודרות לתוך האלקטרודה דרך הנקבוביות, שם נקלטים האותות היוצאים מתאי העצב ונרשמת עוצמת פעילותם. המידע שקולטת האלקטרודה מועבר למחשב, מעובד בו ומזיז את הסמן שעל המסך. בעזרת תנועת הסמן אפשר יהיה לברור מלים, לרשום הודעות ולנהל שיחה עם הסביבה.

לאחר שקיבל ב-1996 אישור ממינהל המזון והתרופות האמריקאית (FDA) לנסות את המכשיר בבני אדם, השתילו קנדי ואנשי צוותו את האלקטרודה בשלושה חולים משותקים בכל חלקי גופם. האלקטרודה נשתלה באזור במוח המעורב בבקרת התנועה.

אחת ממשתתפי הניסוי מתה ממחלתה זמן קצר לאחר השתלת האלקטרודה; החולה השני עבר את הניתוח ביולי ותאי העצב שלו עדיין לא גידלו מספיק שלוחות. האלקטרודה אצל החולה השלישי, בן 53, משותק בכל איברי גופו לאחר אירוע מוחי, נשתלה לפני שנה. בשנה זו למד החולה להניע באמצעות מחשבותיו את הסמן במחשב. בשלב ראשון הוא למד כיצד להתרכז במחשבה על הנעת היד, והיום הוא מסוגל להניע את הסמן במחשב כשהוא חושב ישירות על פעולה זו.

לדברי החוקרים, הצלחת הניסוי מעידה על גמישותו הרבה של המוח – תכונה שמאפשרת לו לימוד תפקודים חדשים. כך למשל, במקרים שבהם נפגע אזור מסוים במוח אזור אחר מקבל עליו לעתים למלא את התפקוד שנפגע. קנדי אומר כי בניסוי זה האזור שהיה אחראי על התנועה התאים עצמו למשימה של הנעת הסמן במחשב.

הצעד הבא הוא ללמד את תאי העצב כיצד להניע פרוטזות. לשם כך נדרשות אלקטרודות שיקלטו מידע ממספר גדול יותר של תאי עצב, ואותן מפתחים המדענים. ניסויים בעניין זה נערכים כעת בחולדות ובקופים. המטרה היא לקלוט בזמן אמיתי את המידע שמשדרים תאי העצב, וליצור באמצעותו תנועה. עד כה הצליחו חוקרים להפעיל באופן ישיר זרוע רובוטית באמצעות קליטת אותות של 26 תאי עצב במוח של קופים. הפעילות העצבית נקלטה במחשב וזה ויסת את תנועת הרובוט – הוא "החליט" אילו מפרקים להניע ובאיזו מידה. כך נוצרה תנועה תלת ממדית טבעית של הזרוע במרחב. בשלב הבא מתכננים החוקרים ללמד את החיות לפקח באופן מודע על תנועת הזרוע הרובוטית.

מדענים מביעים אופטימיות בנוגע ליישום השיטה בעתיד. עם זאת, ניסויים אלה הם רק בראשית דרכם ויעברו עוד כעשר שנים עד שיהיה אפשר ליישמם בבני אדם.

הופיע בעיתון הארץ, 18/11/1999

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~302791664~~~204&SiteName=hayadan

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן