أخبار:الغرسات الدماغية تنجح في علاج الشلل

الغرسات الدماغية على رأس جيرت-يان أوسكام.

جيرت-يان أوسكام يمشي مجددا بعد علاجه بالغرسة المخية، مايو 2023.

• الغرسات الدماغية تنجح في علاج الشلل. عن طريق الغرسات الدماغية يمكن للذكاء الاصطناعي قراءة أفكار المريض وتحويلها إلى إشارات تحفز الحبل الشوكي للقيام بالحركات الإرادية، فيمكن للمرضى المشي من جديد.

عام 2011 تعرض جيرت-يان أوسكام تعرض لحادث دراجة نارية في الصين أصابه بالشلل من الوركين إلى أسفل. حالياً، مع مجموعة من الأجهزة، منحه العلماء السيطرة على الجزء السفلي من جسده مرة أخرى. قال أوسكام في تصريح صحفي: "على مدى 12 عامًا، كنت أحاول استعادة قدمي. لقد تعلمت الآن كيفية المشي بشكل طبيعي".

في دراسة نُشرت يوم الأربعاء في مجلة ناتشر، وصف باحثون في سويسرا عمليات زرع توفر "جسرًا رقميًا" بين مخ أوسكام وحبله الشوكي، متجاوزًا الأجزاء المصابة. سمح هذا الاكتشاف للسيد أوسكام، 40 عامًا، بالوقوف والمشي والصعود على منحدر شديد الانحدار بمساعدة المشاة فقط. بعد مرور أكثر من عام على إدخال الغرسة، احتفظ بهذه القدرات وأظهر بالفعل علامات الشفاء العصبي، والمشي باستخدام العكازات حتى عندما تم إيقاف المزروعة.

بحسب جريجوار كورتين، إخصائي الحبل الشوكي في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان: "لقد استوعبنا أفكار جيرت-جان، وترجمنا هذه الأفكار إلى تحفيز للحبل الشوكي لإعادة تأسيس الحركة الإرادية". أضافت جوسلين بلوخ، عالمة الأعصاب في جامعة لوزان التي وضعت الغرسة في مخ السيد أوسكام، "لقد كان خيالًا علميًا في البداية بالنسبة لي، لكنه أصبح حقيقيًا اليوم".

كان هناك عدد من التطورات في العلاج التكنولوجي لإصابات الحبل الشوكي في العقود الأخيرة. عام 2016، تمكنت مجموعة من العلماء بقيادة الدكتور كورتين من استعادة القدرة على المشي في القرود المشلولة، وساعد آخر رجلًا على استعادة السيطرة على يده المشلولة. عام 2018، ابتكرت مجموعة مختلفة من العلماء، بقيادة الدكتور كورتين أيضًا، طريقة لتحفيز المخ باستخدام مولدات النبضات الكهربائية، مما يسمح للمصابين بالشلل الجزئي بالمشي وركوب الدراجات مرة أخرى. عام 2022، سمحت إجراءات تحفيز المخ الأكثر تقدمًا للأشخاص المصابين بالشلل بالسباحة والمشي وركوب الدراجة في غضون يوم واحد من العلاج.

خضع السيد أوسكام لإجراءات تحفيز في السنوات السابقة، واستعاد بعض القدرة على المشي، ولكن في النهاية توقف تحسنه. في المؤتمر الصحفي، قال السيد أوسكام إن تقنيات التحفيز هذه تركته يشعر بأن هناك شيئًا غريبًا في الحركة، مسافة غريبة بين عقله وجسده. لقد غيرت الواجهة الجديدة هذا، حيث قال: "كان التحفيز من قبل يسيطر علي، والآن أنا أتحكم في التحفيز."

في الدراسة الجديدة، استفادت واجهة المخ-العمود الفقري، كما أسماها الباحثون، من وحدة فك ترميز الذكاء الاصطناعي لقراءة مقاصد السيد أوسكام - يمكن اكتشافها كإشارات كهربائية في مخه- ومطابقتها مع حركات العضلات. تم الحفاظ على مسببات الحركة الطبيعية، من الفكر إلى النية إلى الفعل. الإضافة الوحيدة، كما وصفها الدكتور كورتين، كانت الجسر الرقمي الذي يمتد على الأجزاء المصابة من العمود الفقري.

قال أندرو جاكسون، عالم الأعصاب في جامعة نيوكاسل، الذي لم يشارك في الدراسة: "إنها تثير أسئلة مثيرة للاهتمام حول الاستقلالية، ومصدر الأوامر. أنت تواصل طمس الحدود الفلسفية بين ما هو المخ وما هي التكنولوجيا ".

وأضاف الدكتور جاكسون أن العلماء في هذا المجال كانوا ينظّرون حول ربط المخ بمحفزات الحبل الشوكي لعقود من الزمن، لكن هذا يمثل المرة الأولى التي يحققون فيها مثل هذا النجاح في مريض بشري. قال: "من السهل القول، إن القيام بذلك أصعب بكثير".

لتحقيق هذه النتيجة، قام الباحثون أولاً بزرع أقطاب كهربائية في جمجمة السيد أوسكام وعموده الفقري. ثم استخدم الفريق برنامج التعلم الآلي لملاحظة أي أجزاء من المخ تضيء أثناء محاولته تحريك أجزاء مختلفة من جسده. كان مفكك الشفرة هذا قادرًا على مطابقة نشاط أقطاب كهربائية معينة بنوايا معينة: أضاء أحد التكوين كلما حاول السيد أوسكام تحريك كاحليه، وآخر عندما حاول تحريك وركيه.

ثم استخدم الباحثون خوارزمية أخرى لربط غرسة المخ بالعمود الفقري، والتي تم تعيينها لإرسال إشارات كهربائية إلى أجزاء مختلفة من جسده، مما يؤدي إلى الحركة. كانت الخوارزمية قادرة على حساب الاختلافات الطفيفة في اتجاه وسرعة كل تقلص واسترخاء عضلي. ولأن الإشارات بين المخ والعمود الفقري تُرسل كل 300 مللي ثانية، يمكن للسيد أوسكام تعديل استراتيجيته بسرعة بناءً على ما كان يعمل وما لم يكن كذلك. خلال جلسة العلاج الأولى يمكنه أن يلف عضلات وركه.

على مدى الأشهر القليلة التالية، صقل الباحثون واجهة المخ-العمود الفقري لتناسب بشكل أفضل الإجراءات الأساسية مثل المشي والوقوف. اكتسب السيد أوسكام مشية صحية إلى حد ما وتمكن من اجتياز الدرجات والمنحدرات بسهولة نسبية، حتى بعد شهور دون علاج. علاوة على ذلك، بعد عام من العلاج، بدأ يلاحظ تحسنًا واضحًا في حركته دون مساعدة من واجهة المخ-العمود الفقري. وثق الباحثون هذه التحسينات في اختبارات تحمل الوزن، والتوازن والمشي.

الآن، يمكن للسيد أوسكام أن يمشي بطريقة محدودة حول منزله، والصعود إلى السيارة والنزول منها والوقوف في البار لتناول مشروب. قال لأول مرة إنه يشعر وكأنه الشخص المسيطر.

أقر الباحثون بوجود قيود في عملهم. من الصعب التمييز بين النوايا الدقيقة في المخ، وعلى الرغم من أن واجهة المخ-العمود الفقري الحالية مناسبة للمشي، إلا أنه ربما لا يمكن قول الشيء نفسه لاستعادة حركة الجزء العلوي من الجسم. يعتبر العلاج أيضًا غازيًا، ويتطلب عمليات جراحية متعددة وساعات من العلاج الطبيعي. النظام الحالي لا يعالج كل شلل الحبل الشوكي.

لكن الفريق كان يأمل في أن تؤدي التطورات الإضافية إلى جعل العلاج أكثر سهولة وفعالية بشكل منهجي. قال الدكتور كورتين: "هذا هو هدفنا الحقيقي، لجعل هذه التكنولوجيا متاحة في جميع أنحاء العالم لجميع المرضى الذين يحتاجون إليها."

 مرئيات

الغرسات الدماغية في علاج الشلل.

 انظر أيضاً

• الغرسات الدماغية
• التحفيز العميق للمخ
• ذكاء اصطناعي