ایمپلنت مغزی جدید حس لامسه و حرکت را به بیمار فلج بازگرداند

پیشرفت فناوری های رابط مغز و رایانه در سال های اخیر امید تازه ای برای درمان آسیب های شدید نخاعی ایجاد کرده است. پژوهشگران اکنون موفق شده اند با استفاده از یک فناوری نوین، بخشی از توانایی حرکت و حس لامسه را به بیماری بازگردانند که سال ها به دلیل فلج کامل قادر به انجام ساده ترین فعالیت های روزمره نبود. این دستاورد می تواند مسیر تازه ای برای درمان میلیون ها بیمار مبتلا به آسیب نخاعی در آینده باز کند.

ایمپلنت مغزی چگونه زندگی یک بیمار فلج را تغییر داد؟

آسیب های نخاعی معمولا ارتباط میان مغز و اندام های بدن را قطع می کنند و در بسیاری از موارد درمان قطعی برای آن ها وجود ندارد. با این حال، فناوری های نوین علوم اعصاب در تلاش هستند این مسیرهای ارتباطی را به روش های جدید بازسازی کنند تا بیماران بتوانند بخشی از توانایی های از دست رفته خود را دوباره به دست آورند.

کیت توماس، مرد ۴۲ ساله آمریکایی، در سال ۲۰۲۰ پس از شیرجه در یک استخر دچار شکستگی شدید گردن شد و از ناحیه قفسه سینه به پایین کاملا فلج شد. او پس از ماه ها درمان، در یک کارآزمایی بالینی سه ساله شرکت کرد که هدف آن آزمایش نسل جدیدی از رابط های مغزی برای بازگرداندن حرکت و حس لامسه بود. نتیجه این تصمیم، یکی از امیدوار کننده ترین دستاوردهای پزشکی سال های اخیر شد.

فناوری میانبر عصبی دوگانه چیست؟

پژوهشگران برای درمان این بیمار از فناوری پیشرفته ای با نام «میانبر عصبی دوگانه» یا Double Neural Bypass استفاده کردند. این فناوری تلاش می کند مسیر ارتباطی قطع شده میان مغز و اندام ها را با کمک تجهیزات الکترونیکی و تحریک عصبی دوباره برقرار کند.

در این روش، الکترودهای بسیار کوچکی در بخش های حرکتی و حسی مغز کاشته می شوند. زمانی که بیمار تصمیم می گیرد دست خود را حرکت دهد، این الکترودها سیگنال های مغزی را دریافت کرده و آن ها را به سامانه ای منتقل می کنند که عضلات بازو و دست را به صورت مستقیم تحریک می کند. به این ترتیب، فرمانی که دیگر قادر به عبور از نخاع آسیب دیده نیست، از یک مسیر جایگزین به عضلات می رسد.

بازگشت حس لامسه با فناوری جدید

یکی از مهم ترین ویژگی های این فناوری، بازگرداندن حس لمس است. حرکت بدون احساس، عملکرد طبیعی دست را به شدت محدود می کند؛ به همین دلیل پژوهشگران علاوه بر بازیابی حرکت، روی بازگرداندن حس لامسه نیز تمرکز ویژه ای داشتند.

برای این منظور، حسگرهای بسیار حساس روی انگشتان بیمار نصب شدند. این حسگرها هنگام تماس با اشیا، اطلاعات مربوط به فشار و لمس را ثبت کرده و دوباره به بخش حسی مغز ارسال می کنند. در نتیجه، مغز می تواند احساس لمس را تا حد زیادی بازسازی کند. کیت توماس در آزمایش ها توانست اشیای ظریفی مانند پوست تخم مرغ را بدون شکستن در دست بگیرد؛ کاری که بدون دریافت بازخورد حسی تقریبا غیر ممکن است.

نتایج شگفت انگیز پس از ماه ها تمرین

این فناوری تنها به کاشت الکترود محدود نمی شود و بخش مهمی از موفقیت آن به تمرین های طولانی مدت وابسته است. مغز انسان توانایی فوق العاده ای در یادگیری و ایجاد مسیرهای عصبی جدید دارد و پژوهشگران از همین ویژگی برای تقویت روند درمان استفاده کردند.

پس از ۳۵ هفته تمرین منظم، قدرت بازوی راست کیت توماس حدود ۸۶ درصد و قدرت بازوی چپ او ۶۲ درصد افزایش پیدا کرد. او اکنون می تواند بسیاری از فعالیت های شخصی مانند غذا خوردن، برداشتن لیوان، تمیز کردن صورت یا خاراندن بینی را بدون کمک دیگران انجام دهد. همچنین برای نخستین بار پس از سال ها توانست گرمای دست خواهرش را احساس کند؛ تجربه ای که اهمیت بازگشت حس لامسه را به خوبی نشان می دهد.

نقش مغز در بازسازی مسیرهای عصبی

یکی از جالب ترین یافته های این پژوهش، توانایی مغز در ایجاد مسیرهای ارتباطی جدید است. دانشمندان مشاهده کردند که بخشی از توانایی های حرکتی و حسی بیمار حتی زمانی که سامانه رایانه ای خاموش بود نیز باقی مانده است.

این موضوع نشان می دهد که مغز در طول تمرین های مداوم، به تدریج مسیرهای عصبی تازه ای ایجاد کرده و بخشی از ارتباط از دست رفته را دوباره سازماندهی کرده است. این ویژگی که به آن انعطاف پذیری عصبی یا نوروپلاستیسیته گفته می شود، یکی از مهم ترین زمینه های پژوهش در علوم اعصاب به شمار می رود و می تواند آینده درمان آسیب های مغزی و نخاعی را متحول کند.

تکنیک قرینه سازی قشر مغز چگونه عمل می کند؟

برای تقویت بیشتر حس لامسه، پژوهشگران از روشی پیشرفته به نام قرینه سازی قشر مغز استفاده کردند. این روش بر پایه شبیه سازی الگوهای طبیعی فعالیت مغز طراحی شده است تا احساس لمس تا حد امکان واقعی باشد.

ابتدا فعالیت مغزی بیمار هنگام تصور لمس اشیا ثبت شد. سپس همان الگوها از طریق تحریک الکتریکی روی بخش حسی مغز بازآفرینی شدند. هم زمان، پوست دست و نخاع نیز تحت تحریک های الکتریکی قرار گرفتند. پس از حدود ۲۵ هفته درمان، بخش هایی از دست راست بیمار که سال ها هیچ حسی نداشتند، دوباره توانایی تشخیص لمس را به دست آوردند.

اهمیت این دستاورد برای آینده پزشکی

اگرچه این فناوری هنوز در مرحله کارآزمایی بالینی قرار دارد، اما نتایج اولیه بسیار امیدوار کننده هستند. میلیون ها نفر در سراسر جهان با آسیب های شدید نخاعی زندگی می کنند و بسیاری از آن ها برای انجام ساده ترین فعالیت های روزمره به دیگران وابسته هستند.

پژوهشگران امیدوارند با توسعه این فناوری، کاهش اندازه تجهیزات، افزایش دقت رابط های مغزی و استفاده از هوش مصنوعی در پردازش سیگنال های عصبی، امکان استفاده گسترده تر از این روش در آینده فراهم شود. همچنین این فناوری می تواند در درمان بیماران مبتلا به سکته مغزی، بیماری های تحلیل برنده عصبی و برخی اختلالات حرکتی نیز کاربرد داشته باشد.

جمع بندی

موفقیت دانشمندان در بازگرداندن بخشی از حس لامسه و حرکت به یک بیمار فلج، یکی از مهم ترین پیشرفت های سال های اخیر در حوزه علوم اعصاب و مهندسی پزشکی محسوب می شود. فناوری میانبر عصبی دوگانه نشان داده است که حتی پس از آسیب شدید نخاعی نیز می توان با ایجاد مسیرهای ارتباطی جدید، بخشی از عملکرد از دست رفته بدن را بازیابی کرد. هرچند این روش هنوز برای استفاده عمومی آماده نیست، اما نتایج آن امید تازه ای برای درمان آسیب های نخاعی و بهبود کیفیت زندگی میلیون ها بیمار در سراسر جهان ایجاد کرده است.