إصلاح أعطاب النخاع الشوكي بحيث يحل الحاسوب بدلا عنه

إصلاح أعطاب النخاع الشوكي

يدخل عدد من مجموعات البحث الأخرى هذا الحقل. أحرز اختراقا آخر علماء في جامعة نورث وسترن أوصلوا دماغ قرد مباشرة إلى ذراعه، متجاوزين نخاعه الشوكي المعطوب. في العام  1995 حدثت القصة الحزينة لكريستوفر ريف، الذي حلق عالياّ  في أفلام السوبرمان، لكنه شل كليا بسبب إصابة نخاعه الشوكي. لسوء الحظ فقد سقط من فوق صهوة جواد ووقع على رقبته، بحيث أعطب النخاع الشوكي تحت رأسه مباشرة. لو أنه عاش فترة أطول فلربما رأى عمل العلماء الذين يودون استخدام الحاسوب للحلول محل نخاع شوكي معطوب. في الولايات المتحدة وحدها هناك أكثر من مائتي ألف شخص لديهم نوع من العطب في نخاعهم الشوكي . في وقت أبكر، ربما مات هؤلاء بعد الحادث بوقت قصير. لكن بسبب التطورات في معالجة هذه الحالات الحادة فإن عدد الأشخاص الذين يبقون على قيد الحياة من تلك الإصابات ازداد في السنوات الأخيرة. نصاب بالهلع من صور آلاف المحاربين الجرحى الذين كانوا ضحايا قنابل على الطرق في العراق وأفغانستان. ولو أضفت عدد المرضى المشلولين بالنوبات والأمراض الأخرى، مثل التصلب الجانبي الضموري amyotrophic lateral sclerosis  ALS ، فإن عدد المرضى سيرتفع إلى المليونين.

استخدم العلماء في جامعة نورث ويسترن شريحة بمائة قطب، وضعت فوق دماغ القرد مباشرة. سجلت الإشارات من الدماغ بعناية مع التقاط القرد لكرة ورفعها ثم إطلاقها في أنبوب. وبما أن كل مهمة تتعلق بإطلاق محدد للعصبونات، أمكن للعلماء تدريجيا فك شفرة هذه الإشارات.

عندما أراد القرد تحريك ذراعه، عولجت الإشارات بواسطة حاسوب باستخدام هذه الشفرة، وبدلا من إرسال رسائل إلى ذراع ميكانيكية، أرسلت الإشارات مباشرة إلى أعصاب ذراع القرد الحقيقية. يقول الدكتور لي ميلر: «نتنصت على الإشارات الكهربائية الطبيعية من الدماغ التي تخبر الذراع واليد كيف تتحركان، وترسل هذه الإشارات مباشرة إلى العضلات».

بالتجربة والخطأ، تعلم القرد تنسيق العضلات في ذراعه. يضيف الدكتور ميلر: «هناك عملية لتعلم التحريك تشبه كثيا عملية تعلم استخدام حاسوب أو مشية الحاسوب أو مضرب تنس مختلف جديد.

من الجدير بالملاحظة أن القرد استطاع إتقان حركات كثية جدا لذراعه، علما أن هناك مائة قطب فقط على شريحة دماغه. يشي الدكتور ميلر إلى أن ملايين العصبونات تتعلق بعملية التحكم في الذراع. السبب في أن مائة قطب يمكنها إعطاء تقريب معقول لمخرج ملايين العصبونات هو أن الشريحة تتصل بالعصبونات الخارجية، بعد أن تتم المعالجة المعقدة من قبل الدماغ. وبإتمام عملية التحليل المعقدة، فإن الأقطاب المائة مسؤولة ببساطة عن تغذية تلك المعلومات إلى الذراع).

هذا الجهاز واحد من أجهزة عدة تصمم في جامعة نورث ويسترن ستسمح للمرضى بتجاوز عطب نخاعهم الشوكي. تستخدم جراحة عصبية أخرى حركة الكتفين للتحكم في الذراع. فرفع الكتف يسبب إغلاق اليد، كما أن خفضه يسبب فتحها .

ويستطيع المريض أيضا أن يحني أصابعه حول جسم مثل كأس، أو التحكم في مفتاح يمسك بين الإبهام والسبابة.

يستنتج الدكتور ميلر: «ربما ستستخدم هذه الصلة من الدماغ إلى العضلات يوماُ  ما لمساعدة مرضى، شلوا بسبب عطب في النخاع الشوكي، على القيام بأنشطة الحياة اليومية وتحقيق قدر أكبر من الاستقلالية.

مصطلحات هامة

التصلب الجانبي الضموري  amyotrophic lateral sclerosis ALS


نحن قمنا بانشاء سلسلة من مقاطع ريلز القصيرة العلمية على قناتنا في يوتيوب، واتمنى الحصول على دعمكم ومساندتكم حتى نستمر في نشر هذا المحتوى النافع، رابط القناة من هنا تابعونا.