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

یک مرد آمریکایی که ۶ سال پیش بر اثر حادثه‌ای از قفسه سینه به پایین کاملاً فلج شده بود، اکنون به لطف فناوری جدید و کاشت تراشه در مغز، می‌تواند شخصاً غذا بخورد، فنجان نوشیدنی را بردارد و حتی گرمای دست خواهرش را پس از سال‌ها احساس کند. این دستاورد با فناوری نوین «میانبر عصبی دوگانه» (Double Neural Bypass) محقق شده است.

به گزارش گاردین، «کیت توماس»، بیمار آمریکایی ۴۲ ساله، در ژوئیه سال ۲۰۲۰ پس از شیرجه‌زدن به داخل یک استخر دچار شکستگی شدید گردن شد. او پس از سقوط ناگهانی بیهوش شد و زمانی چشم باز کرد که هلی‌کوپتر نجات را روی چمن‌های حیاط خانه خود دید.

او روز بعد در بیمارستان متوجه شد که کوچک‌ترین حرکتی در بدن خود ندارد و به‌طور کامل از قفسه سینه به پایین فلج شده است. توماس در سال ۲۰۲۱ درحالی‌که حتی توانایی بلندکردن دست‌های خود را از روی صندلی چرخ‌دار نداشت، داوطلب شد تا در یک کارآزمایی بالینی سه‌ساله شرکت کند؛ تصمیمی بزرگ که مسیر زندگی او را برای همیشه تغییر داد.

بازگشت حس لامسه و حرکت در بیمار فلج با کاشت الکترود

این فناوری پیشرفته توسط تیمی از محققان مؤسسه تحقیقات پزشکی فاینشتاین توسعه یافته است. در این جراحی پیچیده، دانشمندان الکترودهای ریزی را در بخش‌های حرکتی و حسی مغز توماس کاشتند. این الکترودها به محض اینکه فرد تصمیم به حرکت‌دادن دست خود می‌گیرد، سیگنال‌های فکری او را شناسایی و آن‌ها را به عضلات بازو و دستش هدایت می‌کنند تا حرکت فیزیکی شکل بگیرد.

هم‌زمان، حسگرهای فشار بسیار حساسی روی انگشتان دست او نصب شده‌اند که به محض لمس اشیاء، سیگنال‌های دریافتی را مجدداً به مغز ارسال می‌کنند تا حس طبیعی لمس‌کردن شبیه‌سازی شود. این فرایند حلقه ارتباطی قطع‌شده میان مغز و اندام را بازسازی می‌کند؛ او در آزمایش‌های انجام‌شده توانست حتی اشیای بسیار ظریف مانند پوست تخم‌مرغ را بدون شکستن بردارد.

پژوهش‌ محققان نشان می‌دهد که پس از گذشت ۳۵ هفته تمرین مستمر، قدرت بازوی راست توماس ۸۶ درصد و بازوی چپ او ۶۲ درصد افزایش یافته است. او که پیش‌ازاین برای کوچک‌ترین کارهای شخصی به دیگران وابسته بود، اکنون می‌تواند بینی خود را بخاراند یا صورت خود را تمیز کند.

نکته خارق‌العاده درباره این فناوری این است که به نظر می‌رسد سیستم عصبی کیت توماس به مرور زمان تا حدی خود را بازسازی کرده است؛ بخشی از توانایی‌های حرکتی و حس‌های بازیافته او حتی در زمان خاموش‌بودن کامل سیستم کامپیوتری نیز همچنان پایدار باقی می‌مانند که این موضوع نشان از پتانسیل بالای مغز برای ایجاد مسیرهای عصبی جدید دارد.

دانشمندان برای تقویت بیشتر حس لامسه، از تکنیک پیشرفته‌ای به نام «قرینه‌سازی قشر مغز» استفاده کردند. آن‌ها ابتدا فعالیت مغزی توماس را هنگام تصورکردن حس لمس ثبت و سپس نواحی حسی مغز او را با همان الگوها تحریک کردند. هم‌زمان با این فرایند، پوست دست و نخاع او نیز تحت تحریکات الکتریکی قرار گرفت. پس از ۲۵ هفته درمان متمرکز روی مچ دست راست، او حس لامسه را در نواحی‌ای بازیافت که از زمان وقوع تصادف کاملاً بی‌حس شده بودند.

یافته‌های این پژوهش در ژورنال Nature Medicine منتشر شده است.