کمک به فلجی با استفاده از تکنولوژی

آیا می‌توان راهی برای امکان حرکت کردن مجدد افراد فلج پیدا کرد؟ جان دونوگه، دانشمند عصب شناسی، مدیر و موسس مرکز بیس و بیورنژینای در ژنو، طی چهار دهه تحقیق، ابراز کرده که می‌تواند این کار را انجام دهد.
در سال 2002، دونوگه نشان داد که میمون‌های فلج می توانند با استفاده از رمزگشایی فعالیت مغزشان، حرکت کنند. در دهه بعد، او و همکارانش نشان دادند که این سیستم در انسان نیز کار می‌کند: افراد دچار فلجی می‌توانند از فعالیت مغز خود برای حرکت دادن مکان نما استفاده کنند. این خط از تحقیقات اخیر نشان داد که افراد مبتلا به فلجی می‌توانند یک کامپیوتر را به این طریق کنترل کنند.
دونوگه تحقیقات خود را در این زمینه ادامه داد که به توسعه بیشتر این سیستم منتهی شد که افراد فلج بتوانند با استفاده از یک دست روباتیک، یک بطری را گرفته و از آن بنوشند. سال گذشته، او به همراه یکی از همکارش در یک مطالعه نشان داد که چگونه یک سیستم مشابه می‌تواند به مردم کمک کند تا همه این کارها را با دستان خود انجام دهند.

در حال حاضر بیش از دوازده بیمار از این تکنولوژی در محیط‌های آزمایشی استفاده کرده‌اند، اما هدف نهایی دونوگه این است که این فناوری را توسعه دهد تا آنها و بسیاری دیگر از چنین بیمارانی بتوانند به خانه بازگردند و توانایی‌های از دست رفته خود را دوباره به دست آوردند.

چگونه می‌توانید دریابید که یک فرد فلج می‌خواهد چه حرکتی انجام بدهد؟

ما یک آرایه میکروالکترود کوچک 4 میلیمتری را به داخل قشر حرکتی مغز اعمال می‌کنیم (در منطقه‌ای که ما می‌دانیم حرکات دست را هدایت می‌کند). این آرایه 100 سوزن سیلیکونی به نازکی مو دارد که هر کدام، فعالیت‌های الکتریکی یک یا دو نورون را کنترل می‌کنند. این سیگنال‌ها از طریق سیم به کامپیوتر منتقل می‌شود که ما می‌توانیم آن را برای تبدیل فعالیت مغز به دستورالعمل هایی برای کنترل یک ماشین و یا حتی بازوی شخص استفاده کنیم.
اجازه دهید این را با استفاده از یک مثال مانند حرکت یک مکان نما بر روی صفحه مانیتور توضیح دهم.
ما برای اولین بار یک فیلم از حرکت یک مکان نما را به نمایش می‌گذاریم. ما این را به افراد نشان می‌دهیم و سپس از آنها می‌خواهیم تصور کنند که خودشان ماوس را حرکت می‌دهند و آن را کنترل می‌کنند. فعالیت نورون‌ها در قشر مغز به کمک الکترود کار گذاشته شده ثبت می‌شود. به عنوان مثال، شاید هر بار که شما فکر می‌کنید "برو به سمت چپ"، یک نورون خاص پنج بار پالس خواهد داد و اگر شما فکر کنید "برو به سمت راست"، ده مرتبه پالس خواهد داد. ما می‌توانیم چنین اطلاعاتی را برای نقشه برداری فعالیت مورد نظر خود استفاده کنیم و این به شما این امکان را می‌دهد که مکان نمای کامپیوتر را به حرکت به سمت چپ زمانی که 5 بار پالس دریافت کرد و راست زمانی که ده بار پالس دریافت کرد، حرکت دهید. در مورد بازوهای پروتز ما به طور مشابهی از افراد می‌خواهیم که همان حرکت را با بازوی خود تصور کنند و امکان حرکت دادن مچ دست خود به بالا و پایین و غیره با همین روش وجود دارد.
مطمئنا موارد دیگری نیز در این زمینه خواهد بود که باید مورد بررسی واقع شود: اگر یک نورون فقط سه بار پالس بدهد، چه؟ بنابراین شما نیاز به یک مدل کامپیوتری دارید تا تصمیم بگیرد کدام عدد به اندازه کافی به پنج نزدیک است و پالس نورون‌هایی که ما می‌توانیم اندازه گیری کنیم، بهتر است نزدیک به عدد مورد پیش بینی ما باشد.
در مورد بازوهای پروتز ما به طور مشابهی از افراد می‌خواهیم که همان حرکت را با بازوی خود تصور کنند و امکان حرکت دادن مچ دست خود به بالا و پایین و غیره با همین روش وجود دارد.

چگونه نقطه دقیق در قشر مغز را پیدا می‌کنید که آرایه باید در آن کاشته شود؟

در واقع، به نظر نمی‌آید که محل دقیق آن بسیار مهم باشد. همچنین نیازی نیست که ما دقیقا بدانیم که کدام یک از نورون‌های فرد تلاش می کنند تا پالس حرکتی را بفرستند. این امر بر خلاف یک تئوری قدیمی استاندارد است که می‌گوید برای کنترل هر انگشت، یک مکان جداگانه وجود دارد. اگر این مورد صحیح بود، بدان معناست که فقط اگر آرایه را در یک مکان خاص قرار دهید، می‌توانید بر انگشت شست خود کنترل داشته باشید و در غیر این صورت چنین امکانی وجود ندارد. بر اساس کارهای علمی صورت گرفته، به نظر می‌آید که این فرضیه صحیح نیست که انجام هر کاری را بخش کوچکی از مغز به عهده دارد بلکه تمام نورون‌های ما بخشی از یک شبکه بزرگ و متصل هستند.

آیا با گذشت زمان استفاده از دستگاه راحت‌تر شوند؟

نه واقعا. نورون‌ها اغلب فعالیت‌های خود را تغییر می‌دهند، که می‌تواند برنامه ریزی‌های ما را خراب کند، بنابراین ما باید در ابتدای هر جلسه مجددأ آن را کالیبره کنیم. این به این معنی است که مردم هر روز باید با یک مدل متفاوت کار کنند تا بتوانند از آن استفاده کنند.
و بعضی اوقات اتفاق می‌افتد که مشکلی در دستگاه ایجاد می‌شود و فرد در آن روز نمی‌تواند از این تکنولوژی استفاده کند که برای آنها بسیار ناخوشایند است. به نظر می‌رسد که جراحی مغز به اندازه کافی منعطف نیست که بتوان فعالیت نورون‌های خاصی را به سرعت تصحیح کرد تا در همان روز بر چنین مشکلی غلبه کرد.
یک سیستم سازگار دیگر نیز هست که کمک می‌کند تا افراد بتوانند بازوهای خود را حرکت دهند.
به نظر می‌رسد عملی ترین راه، تحریک الکتریکی عضلات می‌باشد. با این وجود شوک مورد نیاز برای ایجاد تحریک بسیار زیاد است اما داشتن بازویی که خود فرد آن را حرکت دهد نیز دستاورد بسیار مهمی است.

تعداد اندام هایی که می‌توانیم استفاده کنیم، به شدت با افزایش سن ما محدود می‌شود. آیا تصور می‌کنید که مغز ما همیشه می‌تواند برای استفاده از یک اندام اضافی سازگار باشد؟

به هر حال، امروزه ما استفاده از فرمت‌های مختلف بدن برای کار با ابزارهای جدید مانند رایانه یا اتومبیل‌ها را یاد می‌گیرم. بعضی از آنها کاملا پیچیده و بسیار متفاوت از بدن ما هستند، اما ما یاد می‌گیریم که بدون فکر کردن، آنها را به خوبی مدیریت کنیم.

برگرفته از سایت knowablemagazine