دانشمندان تحت حمایت اتحادیه اروپا در تلاشند به افراد دچار اختلال در عملکردهای حرکتی، استقلال بیشتری دهند. در سال 2009، یک پلیس سابق ایالات متحده به نام Richard Marsh دچار سکته مغزی شدید شد که او را به طور کامل فلج اما هوشیار کرد. وضعیتی که به عنوان سندرم قفل شدگی شناخته می‌شود. کمی بیشتر از چهار ماه بعد، با یک نوع معجزه، او به حدی بهبود یافت که توانست از مرکز مراقبت‌های ویژه خارج شود. اما همه این بیماران خوش شانس نیستند. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
نقص ارتباطات
در بیشتر افراد مبتلا به سندرم قفل شدگی، یک اختلال عصبی نادر، در حالی که بیماران هوشیار هستند، معمولاً به طور کامل فلج می‌شوند و قادر به برقراری ارتباط نیستند.
یک پروژه تحقیقاتی جدید می‌تواند به آنها امید دهد. این پروژه که INTRECOM نام دارد، بودجه اتحادیه اروپا را دریافت کرد تا افراد مبتلا به سندرم قفل شدگی را قادر سازد از طریق یک رابط مغز و رایانه قابل کاشت ارتباط برقرار کنند.
پروفسور Nick Ramsey، متخصص علوم اعصاب در مرکز پزشکی دانشگاه اوترخت در هلند گفت: «این دستگاه در اصل آماده است، اما آزمایش‌های گسترده‌ای برای اطمینان از ایمن بودن آن برای کاشت دائمی باید انجام شود. این کاری است که ما اکنون انجام می‌دهیم». Ramsey هماهنگ کننده INTRECOM است که در دسامبر 2022 آغاز شد و به مدت چهار سال ادامه دارد.
تعداد انگشت شماری از موارد تأیید شده سندرم قفل شده در سراسر جهان هر ساله رخ می‌دهد. این بیماری در اثر آسیب ساقه مغز، ناشی از سکته مغزی یا بیماری عصبی عضلانی مانند اسکلروز جانبی آمیوتروفیک یا ALS ایجاد می‌شود.
Ramsey گفت: «در این بیماران مغز هنوز هر کاری را که قرار است انجام دهد انجام می‌دهد، اما سیگنال‌هایی که به بدن می‌فرستد به مقصد نمی‌رسند».
سیم کشی
این دستگاه دارای سه بخش است: 128 الکترود قرار داده شده در مغز، الکترونیکی که سیگنال‌های جمع‌آوری شده را تقویت می‌کند و دستگاهی که اطلاعات را بسته‌بندی و به صورت بی‌سیم آن را به رایانه منتقل می‌کند.
تمام این سخت افزار باید کوچک می‌شد تا بتوان آن را کاشت. در غیر این صورت، سیم‌ها از پوست بیمار عبور می‌کردند و «مانند بزرگراهی برای ورود باکتری‌ها به مغز» خطر عفونت ایجاد می‌کردند.
پس از انجام آزمایش‌های ایمنی، قرار است کاشت دستگاه در دو بیمار مبتلا به ALS انجام شود. یکی از آنها در اوترخت و دیگری در شهر گراتس اتریش است. پژوهشگران INTRECOM قصد دارند کاشت را در سال 2024 یا اوایل سال 2025 انجام دهند.
رمزگشایی گفتار
سپس این گروه به سمت نرم افزار خواهد رفت: آزمایش یک الگوریتم هوش مصنوعی برای رمزگشایی سیگنال‌های مغزی.
پژوهش‌‌های نرم‌افزاری چالش برانگیز خواهد بود، زیرا از آنجایی که هیچ بیمار با 128 الکترود کاشته شده وجود ندارد، اطلاعات مورد نیاز برای ایجاد مدل‌های رمزگشایی در دسترس نیست.
Ramsey می‌گوید: «ما باید آزمایش‌های بسیاری برای جمع‌آوری داده‌ها انجام دهیم تا داده‌هایی را که برای آغاز رمزگشایی گفتار نیاز داریم به دست آوریم. یکی از راه‌هایی که ما این کار را انجام می‌دهیم این است که بیمار متن‌هایی که ما ارائه می‌دهیم را با صدای بلند در ذهن خود بخواند. چرا که نمی‌تواند صحبت کند». سپس پژوهشگران می‌توانند برچسب‌گذاری داده‌های مغز را برای نرم‌افزار آغاز کنند زیرا به طور دقیق می‌دانند که بیمار چه چیزی می‌خواهد بگوید.
گروه ابتدا سامانه را آموزش خواهد داد تا تعدادی از دستورات بیماران را درک کند. پس بیماران می‌توانند حروف را انتخاب کنند و کلمات را روی صفحه نمایش بنویسند. امید این است که بیماران ظرف چند ماه پس از کاشت ایمپلنت با خانواده خود ارتباط برقرار کنند.
هدف نهایی این است که به بیماران اجازه دهیم به روشی طبیعی‌تر و از طریق یک سینتی‌سایزر صدا ارتباط برقرار کنند. پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که بیماران پس از حدود یک سال می‌توانند این کار را آغاز کنند.
Ramsey و گروهش قصد دارند پس از پایان کار INTRECOM در نوامبر 2026، پروژه جدیدی را برای کاشت رابط مغز و رایانه در 10 نفر دیگر دنبال کنند.
تمرکز روی آسیب نخاعی
ایمپلنت‌های مغزی می‌توانند بیشتر از سیگنال‌های گفتاری رمزگشایی کنند و در بیمارانی که در نتیجه آسیب نخاعی دچار از دست دادن عملکرد حرکتی می‌شوند، استفاده شود. حدود 750000 نفر در سال دچار آسیب نخاعی و از دست دادن عملکرد حرکتی می‌شوند.
در این بیماران، ایمپلنت بخشی از سامانه‌ای است که آسیب ستون فقرات را دور می‌زند تا فعالیت عصبی را دوباره به اندام‌هایشان متصل کند تا بتوان دوباره از آنها استفاده کرد. یک پروژه با بودجه اتحادیه اروپا به نام NEMO BMI در تلاش است تا زندگی را برای این بیماران آسان‌تر کند. NEMO BMI به مدت سه سال تا سپتامبر 2025 اجرا می‌شود.
پل دیجیتال
NEMO BMI تحت یک کارآزمایی بالینی برای بازگرداندن تحرک در افراد مبتلا به آسیب نخاعی با استفاده از رابط‌های مغز و ماشین آغاز شد.
در ماه مه 2023، یک گروه تحقیقاتی درگیر در این کارآزمایی گزارش داد که یک مرد کوادری‌پلژی از هلند را قادر ساخته است تا دوباره بایستد و راه برود. گروه این کار را با بازگرداندن ارتباط میان مغز و نخاع او، که در یک حادثه رانندگی در سال 2011 آسیب دیده بود، انجام داد.
دانشمندان از «پل دیجیتالی» استفاده کردند که فعالیت عصبی شناسایی شده توسط ایمپلنت مغزی را به الکترودهایی که اعصاب ستون فقرات مرد را تحریک می‌کنند، مرتبط می‌کند. هنگامی که بیمار سعی می‌کند پاهای خود را حرکت دهد، عضلات او اکنون به روشی که او قصد دارد پاسخ می‌دهند.
عمل و نیت
دکتر Tetiana Aksenova، هماهنگ‌کننده پروژه و مهندس عصبی در مؤسسه تحقیقاتی CEA Grenoble در فرانسه، گفت: «پژوهشگران NEMO BMI به دنبال تشخیص سیگنال احتمالی هستند که نشان می‌دهد آیا عمل با قصد بیمار مطابقت دارد یا خیر».
با استفاده از چنین سیگنال دهی مغزی، سامانه آنها تعیین می‌کند که آیا بیماران از کنترل حرکتی خود راضی هستند یا خیر. و در غیر این صورت، دستگاه را دوباره کالیبره می‌کنند.
گروه NEMO BMI با سه بیمار کار می‌کند. در مطالعه اولیه، یک سیگنال رضایت بخش در یکی از آنها شناسایی شد. Aksenova گفت: «اکنون سعی می‌کنیم این رویکرد را به سه بیمار خود در سناریوهای مختلف تعمیم دهیم».
با توجه به اینکه NEMO BMI تنها یک سوم راه را طی کرده است و پرسش‌های بسیاری هنوز بی‌پاسخ مانده است، او محتاطانه به پیشرفت بیشتر در طول دو سال باقی مانده از پروژه، خوش‌بین است.
>> رابط مغز و رایانه صدای دو زن را به آنها بازگرداند
>> آشنایی با Stentrode، رابط هوشمند مغز و رایانه بدون نیاز به برش جمجمه
منبع: medicalxpress.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»
