حس لامسه و حرکت در یک فرد فلج بازیابی شد

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، «کیت توماس» ۴۵ ساله که پس از یک حادثه غواصی در ژوئیه ۲۰۲۰ از قفسه سینه به پایین فلج شده بود، به لطف یک آزمایش بالینی پیشرفته که توسط محققان مؤسسه تحقیقات پزشکی فاینستاین در «نورث‌ول هلث» (Northwell Health) در نیویورک انجام شد، حالا می‌تواند دوباره دست خود را حرکت دهد.

«چاد بوتون» مهندس زیستی در مؤسسه فاینشتاین و سرپرست این آزمایش، معتقد است توماس اولین انسان در جهان است که بای‌پس عصبی مضاعف دریافت می‌کند. این فناوری که مغز، نخاع و بدن او را به امید بازیابی هر دو به یکدیگر متصل می‌کند، توانایی حرکت و حس لامسه فرد را حتی در خارج از آزمایشگاه برای او فراهم می‌آورد.

تاکنون درمان کارآمد به نظر می‌رسد. توماس اکنون می‌تواند بازو‌های خود را بلند کند و احساساتی را روی پوست خود از جمله لمس دست خواهرش را حس کند. وی معتقد است حس کردن چیزی، غیرقابل توصیف است.

توماس در سال ۲۰۲۱ با آزمایشگاه بوتون شروع به کار کرد. در آن زمان نمی‌توانست دستانش را از روی صندلی چرخدار خود بلند کند. به مدت یک سال، برای کمک به بوتون و تیمش برای درک عملکرد اولیه او پس از تصادف، وظیفه اصلی توماس تماشای حرکت دست‌ها روی صفحه کامپیوتر و تلاش برای کپی کردن حرکات آن‌ها بود. ناامیدی او، نمی‌گذاشت بدنش با دستورات ذهنش مطابقت کند.

پس از یک جراحی ۱۵ ساعته در مارس ۲۰۲۳، جراح مغز و اعصاب، پنج آرایه الکترود ریز و شکننده را در نواحی فوق خاص مغز توماس قرار داد که حرکت و احساس دست راست و انگشتان او را کنترل می‌کنند.

«آشش مهتا» برای تأیید یافتن نقاط مناسب، توماس را در حین جراحی بیدار کرد و آن نواحی مغز را تحریک کرد. وی می‌گوید: بلافاصله پس از سه سال، توماس توانست برخی از انگشتان خود را برای اولین بار حس کند.

اکنون، زمانی که توماس به حرکت فکر می‌کند (برای مثال تصور می‌کند که یک بطری را فشار می‌دهد) آرایه‌ها سیگنال‌های الکتریکی مغز او را به تقویت‌کننده‌ای روی جمجمه‌اش منتقل می‌کنند، که از طریق یک کابل «اچ‌دی‌ام‌آی» (HDMI) سیگنال‌ها را به یک کامپیوتر بازی که در نزدیکی او قرار دارد منتقل می‌کند.

کامپیوتر آن پیام‌ها را رمزگشایی می‌کند و سیگنالی را به الکترود‌هایی می‌فرستد که روی پوست توماس قرار گرفته‌اند و عضلات مورد نیاز او را برای انجام حرکتی که در نظر دارد تحریک می‌کند. همه چیز تقریباً در زمان واقعی اتفاق می‌افتد، اگرچه توماس هنوز باید برای تصور و حرکت، تلاش کند.

وی علاوه بر حرکت حس لامسه را نیز به دست می‌آورد. هنگامی که او یک شیء یا شخص را لمس می‌کند، حسگر‌های روی پوست او سیگنالی را به کامپیوتر می‌فرستند که سپس با آرایه‌های موجود در مغز او ارتباط برقرار می‌کند. او اکنون می‌تواند دستی را در دستش حس کند یا پری را که حسگر‌ها را روی نوک انگشتانش نوازش می‌کند.

بوتون می‌گوید: لمس کردن دست کسی و لامسه بخش مهمی از زندگی است. حس لامسه دقیق برای انجام کار‌های کاربردی مانند بستن دکمه پیراهن یا نگه داشتن فنجان فومی قهوه بدون خرد کردن آن ضروری است.

مورد توماس نشان می‌دهد که تحقیقات در زمینه معلولیت در چند دهه اخیر تا چه اندازه پیشرفت کرده است. حدود بیست سال پیش، محققان شروع به نشان دادن این موضوع کردند که رابط‌های مغز و کامپیوتر (BCI) مانند آنچه که اکنون توسط توماس استفاده می‌شود، می‌تواند به افراد فلج کمک کند تا کارهایشان را با استفاده از افکار خود انجام دهند.

حدود یک دهه بعد، با تکیه بر تحقیقاتی که نشان داد انسان‌های فلج می‌توانند از افکار خود برای کنترل اندام‌های رباتیک استفاده کنند، بوتون و تیمش از یک بای پس عصبی برای بازگرداندن حرکت، اما نه حس، به بازوی مردی استفاده کردند که در یک تصادف فلج شده بود.

سال‌های پس از آن، گروه‌های تحقیقاتی از تحریک نخاع برای بازگرداندن تحرک افراد در حال بهبودی پس از تصادف یا سکته استفاده کرده‌اند. در اوایل سال جاری نیز یک گروه از پژوهشگران اعلام کردند با ایجاد پلی بین مغز و نخاع، به یک مرد فلج کمک کردند تا دوباره به طور طبیعی راه برود.

بوتون می‌گوید: آزمایش جدید با توماس که نتایج آن هنوز در یک مجله علمی منتشر نشده است، با ترکیب همه عناصر - مغز، بدن و ستون فقرات - و حرکت و حس لامسه این پیشرفت‌های علمی را به جلو می‌برد.

وی می‌افزاید: برخلاف کار قبلی خود با بای پس عصبی، توماس به آرامی، اما مطمئناً در حال یادگیری مجدد حرکت و احساس است، حتی زمانی که به سیستم کامپیوتری در آزمایشگاه متصل نباشد.

این به لطف ارتباط اضافی بین مغز و نخاع، علاوه بر پل بین مغز و بدن او است. هر بار که توماس وقتی که به رایانه متصل است، حرکتی را انجام می‌دهد، سیستم بخشی از نخاع او را که درست زیر آسیب دیدگی اش قرار دارد، تحریک می‌کند. اساساً تماس بین مغز و نخاع او برقرار می‌شود و به بدن او کمک می‌کند تا خودش دوباره حرکت کند و احساس کند.

بوتون معتقد است تحریک الکتریکی مدار‌هایی را بیدار می‌کند که برای سه سال آسیب دیده و خاموش بوده‌اند. تنها چند ماه پس از عمل، توماس می‌تواند دست‌هایش را در زمانی که به کامپیوتر وصل نیست حرکت دهد و می‌تواند حتی با چشم بسته بگوید کجای بازویش لمس شده است.

این تیم همچنین حرکات طبیعی کوچکی را در انگشتان او مشاهده کرده‌اند که یکی دیگر از نشانه‌های خوب است.