تخطي الروبوتات: تعود الأطراف المشلولة إلى الحياة باتصال جديد بالدماغ
تخطي الروبوتات: تعود الأطراف المشلولة إلى الحياة باتصال جديد بالدماغ

فيديو: تخطي الروبوتات: تعود الأطراف المشلولة إلى الحياة باتصال جديد بالدماغ

Отличия серверных жестких дисков от десктопных
فيديو: مدخل إلى عالم الروبوتات 2023, شهر فبراير
Anonim

تسمح إعادة توجيه الإشارة من الخلايا العصبية إلى العضلات للدماغ بتحريك الأطراف الميتة.

لقد صنع العلماء طريقًا واعدًا في السعي لاستعادة القدرة على الحركة للمرضى المشلولين بسبب المرض أو الإصابة. ابتكر باحثون في جامعة واشنطن طريقة لإعادة توجيه الإشارات من القشرة الحركية للدماغ لتحفيز حركة اليد مباشرة.

على مدار العقد الماضي ، ركز الباحثون على "الاستماع إلى" وفك تشفير إشارات الدماغ المحددة التي تحفز حركة العضلات ، وذلك باستخدام جدار من أجهزة الكمبيوتر التي تشغل خوارزميات معقدة لترجمة نشاط الدماغ هذا إلى تعليمات لتحريك مؤشر الكمبيوتر أو الذراع الروبوتية أو الساق.

النهج الجديد يبسط العملية. استعاد المهندسون وعلماء الأعصاب استخدام الطرف المعطّل للقرد من خلال استبدال الاتصال البيولوجي المفقود. يقول شيت موريتز ، عالم الفسيولوجيا العصبية ، الذي كان رائدًا في العمل مع زميله الأستاذ في واشنطن إيبرهارد فيتز: "بدلاً من فك شفرة النية ، أنشأنا للتو اتصالًا وشجعنا القرد على تعلم كيفية التصرف بناءً عليه".

قاموا بتدريب قرود المكاك على لعب لعبة فيديو بسيطة باستخدام عصا التحكم. ثم قاموا بتمرير سلك من خلية عصبية واحدة في القشرة الحركية للحيوانات إلى جهاز كمبيوتر مكتبي. تم تضخيم النبضات الكهربائية من تلك الخلية بواسطة الكمبيوتر ونقلها عبر سلك آخر إلى إحدى عضلات ذراع الرئيسيات ، والتي تم تخديرها مؤقتًا.

في غضون دقائق ، تعلمت القرود التحكم في حركات المعصم بأفكارها ، وتحريك عصا التحكم إلى اليسار أو اليمين لمطابقة الأهداف على شاشة الكمبيوتر.

يقول موريتز إن المفاجأة كانت أن أي خلية عصبية في تلك المنطقة العامة من الدماغ يمكن أن تتعلم تحفيز عضلات الرسغ ، بغض النظر عما إذا كانت الخلية العصبية متورطة في الأصل في تلك الحركة المحددة.

يشرح فيتز: "يمكن للقرود أن تتعلم بسرعة تغيير نشاط الخلايا العصبية ، وفي هذه الحالة لتوليد الحركة ، تمامًا مثلما يمكن للبشر تغيير نشاط معدل ضربات القلب من خلال الارتجاع البيولوجي". استلزم هذا التحكم الانتباه الواعي ؛ إن القيام بمثل هذه الحركات دون وعي يتطلب تدريبًا متكررًا ، مثل تعلم رياضة.

الهدف على المدى الطويل هو تطوير جهاز تعويضي عصبي مصغر وقابل للزرع من شأنه أن يمكّن المرضى المشلولين من تحريك أطرافهم المشلولة. اتخذ Fetz بالفعل الخطوة التالية ، بتطوير رقاقة عصبية بحجم الهاتف الخلوي يمكن ربطها بمعالج دقيق ، وهي صغيرة بما يكفي لتحمل القرود مزروعة في رؤوسها.

لا تزال هناك عقبات كثيرة. من الصعب التسجيل من نفس العصبون لفترة طويلة. في غضون أيام أو أسابيع ، تنفصل الأنسجة المتندبة عن الأقطاب الكهربائية ، مما يقطع الانتقال. قد يؤدي توجيه الأقطاب الكهربائية إلى مواقع جديدة بمحركات صغيرة إلى التخفيف من هذه المشكلة. يمثل توفير مصدر طاقة لمدة عقود تحديًا أيضًا. التوافق الحيوي هو قضية أخرى. يمثل زرع مثل هذا النظام بالكامل تحت الجلد خطرًا كبيرًا للإصابة بالعدوى. وتوجد أسئلة مهمة: هل يمكن توسيع نطاق هذا النموذج لتحفيز العديد من الخلايا العصبية التي تحفز عضلات متعددة؟ ما مدى مرونة الدماغ في إعادة إسناد وظائف جديدة إلى الخلايا العصبية؟.

يأمل الفريق في استعادة حركات الذراع على المدى القريب - وفي النهاية استعادة قدرة المصابين بشلل نصفي على المشي. لكن التجارب السريرية ربما تظل على بعد عقد من الزمان.

شعبية حسب الموضوع