וִידֵאוֹ: דלג על הרובוטיקה: איברים משותקים מתעוררים לחיים עם חיבור חדש למוח
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
ניתוב מחדש של אות מנוירון לשריר מאפשר למוח להזיז גפיים מתות.
מדענים יצרו דרך מבטיחה במסע להחזיר את הניידות לחולים המשותקים ממחלה או מפציעה. חוקרים מאוניברסיטת וושינגטון המציאו דרך להפנות מחדש אותות מהקליפה המוטורית של המוח כדי להפעיל ישירות תנועת ידיים.
בעשור האחרון החוקרים התמקדו ב"האזנה "לפענוח אותות המוח הספציפיים המפעילים תנועת שרירים, באמצעות קיר מחשבים המריץ אלגוריתמים מורכבים כדי לתרגם את פעילות המוח להוראות להזזת סמן מחשב או זרוע או רגל רובוטית.
הגישה החדשה מפשטת את התהליך. מהנדסים ומדעני מוח החזירו את השימוש בגפה המושתקת של קוף על ידי החלפת הקשר הביולוגי האבוד. "במקום לפענח כוונה, הרגע יצרנו קשר ועידדנו את הקוף ללמוד כיצד לפעול על פיו", אומר צ'ט מוריץ, נוירופיזיולוג, שחלץ בעבודה עם פרופסור וושינגטון אברהרד פץ.
הם אימנו מקוקים לשחק משחק וידאו פשוט באמצעות ג'ויסטיק. ואז הם העבירו חוט מנוירון יחיד בקליפת המוח המוטורית של בעלי החיים למחשב שולחני. הדחף החשמלי מאותו תא הוגבר על ידי המחשב והועבר לאורך חוט אחר לאחד משרירי הידיים של הפרימטים, שהורדם זמנית.
תוך דקות ספורות למדו הקופים לשלוט בתנועות פרק כף היד עם מחשבותיהם, והניעו את הג'ויסטיק שמאלה או ימינה כדי להתאים מטרות על מסך המחשב.
ההפתעה, אומר מוריץ, הייתה שכל נוירון באותו אזור כללי במוח יכול ללמוד לעורר את שרירי פרק כף היד - ללא קשר לשאלה אם הנוירון היה מעורב במקור בתנועה הספציפית הזו.
"קופים יכולים ללמוד במהירות לשנות את פעילות הנוירונים, במקרה זה ליצור תנועה, בדומה לבני אדם שיכולים לשנות את פעילות הדופק עם ביופידבק," מסביר פץ. שליטה זו חייבה תשומת לב מודעת; ביצוע תנועות כאלה באופן לא מודע ידרוש אימונים חוזרים, כמו ללמוד ספורט.
המטרה ארוכת הטווח היא לפתח מכשיר נוירו-פרוסטטי ממוזער ומושתל, שיאפשר לחולים משותקים להזיז את איבריהם המשותקים. פץ כבר עשה את הצעד הבא, ופיתח נוירוצ'יפ בגודל טלפון סלולרי שניתן לקשר למעבד, קטן מספיק כדי שקופים יוכלו לשאת מושתל בראשם.
נותרו מכשולים רבים. קשה להקליט מאותו נוירון לתקופה ארוכה. בתוך ימים או שבועות דפנות רקמת הצלקת מעל האלקטרודות, ומפריעות להעברה. הנחיית אלקטרודות למקומות חדשים עם מנועים זעירים עשויה להקל על הבעיה. אספקת אספקת חשמל בת עשרות שנים היא גם אתגר. תאימות ביולוגית היא נושא אחר; השתלה מלאה של מערכת כזו מתחת לעור מהווה סיכון זיהום עצום. ושאלות מכריעות קיימות: האם ניתן לשנות את המודל הזה כדי לעורר מספר נוירונים שמפעילים מספר שרירים? עד כמה המוח גמיש בהקצאה מחדש של פונקציות חדשות לנוירונים?.
הצוות מקווה להחזיר את תנועות הזרוע לטווח הקרוב ובסופו של דבר להחזיר את יכולת ההליכה של הפרפלגיים. אך ניסויים קליניים נותרו אולי במרחק של עשור.