مترجم: علي طالبيدانشمندان بالاخره پس از مدتها آزمايش و تحقيق راهي را براي ايجاد حس واقعي لامسه در شخص قطع عضو شده به وسيله تحريك مستقيم سيستم عصبي پيدا كردند.
اين تحقيق توسط دكتر عصبشناس در دانشگاه شيكاكو بود كه توانست با استفاده از دستگاههاي نوروپروستاتيك براي احياي حس لامسه در افراد قطع عضو يا بيماران كوادريپلژيك با رويكرد «بيوميمتيك (تقليد زيستي)» صورت گيرد كه سبب بازگشت تقريبي سيستم عصبي به حالت طبيعي اوليه خود شد.
پيش از اين بنسمايا و تيمي با مديريت دكتر رابرت گانت از دانشگاه پيتزبورگ براي اولين بار نشان دادند كه يك انسان فلج توسط يك بازوي روباتيك كه مغزش را كنترل ميكرد، توانست حس لامسه را تجربه كند. در آن مطالعه، محققان به طور مستقيم با مغز بيمار توسط مجموعهاي از الكترودهاي كاشته شده در نواحي مشخص (مسئول حركات و لمس دست) ارتباط ايجاد كرده كه به او اين اجازه را ميداد بازوي روباتيك را تكان دهد و توسط آن اشيا را لمس كند. مطالعه جديد رويكردي مشابه را اتخاذ كرده و روي دو مرد كه توسط حادثهاي دست خود را از دست داده بودند، صورت گرفت. در اين مورد، روي هر دو نفر رابطهايي عصبي (دستگاههايي كه به وسيله الكترودهايي به اعصاب مياني، اولنار و شعاعي بازو متصل ميشدند) كار گذاشته شد. رابطهايي شبيه اعصابي كه در حالت طبيعي سيگنالها را در دست جابه جا ميكنند.
بنسمايا، استاد زيستشناسي اندامها و آناتومي در دانشگاه شيكاگو اينطور ميگويد:«اگر شما قصد ساخت دستي ماهر براي بيماران قطع عضو يا فلج داشته باشيد، تنها نبايد به توانايي تكان دادن آن بسنده كنيد، بلكه بايد بازخوردهاي حسي را نيز در آن ايجاد كنيد. براي اينكار ابتدا لازم است ما بدانيم كه يك دست سالم و سيستم عصبي آن اين اطلاعات را كدبندي ميكنند، سپس تا جايي كه در توان داريم به وسيله يك نوروپروستاتيك سعي در تقليد آن كنيم.»
ساخت نوروپروستاتيكهايي كه دستگاه عصبي طبيعي را شبيهسازي ميكنند
هرچند كه مطالعات جديد رابطهاي عصبي نوروپروستاتيكها را توسعه دادهاند، اما كيفيت لامسه مصنوعي وابسته به دستگاههاي تأمينكننده ورودي ميباشد. امسال در يك مقاله مجزا كه در IEEE در موضوع فناوري لمسي به چاپ رسيد، بنسمايا با تيم خود توانايي حسي يك انگشت روباتيك را كه مجهز به حسگرهاي لامسه بود، آزمايش كردند.
گروه بنسمايا با مديريت بنوا دلهاي و اريك اسكلاتر، با استفاده از تكنيكهاي رفتاري مشابه كه براي سنجش تواناييهاي حسي در انسان مورد استفاده قرار ميگيرد، تواناييهاي اين انگشت در تشخيص نواحي لمس شده متفاوت، سطوح فشاري مختلف، سرعت و جهت حركت روي سطح و تعيين وضعيت قرارگيري آن را اندازهگيري كردند. اين انگشت روباتيك (به كمك الگوريتمهاي يادگيري ماشين) ثابت كرد كه در بيشتر اين وظايف تقريباً به خوبي انگشت انسان عمل ميكند. با تركيب چنين ورودي با كيفيتي با الگوريتمها و دادههايي كه بنسمايا و تايلر در مطالعات ديگر به دست آورده بودند، محققان ميتوانند شروع به ساخت نوروپروستاتيكهايي كنند كه حس لامسه طبيعي را شبيهسازي كند.
بدون داشتن حسي طبيعي و واقعي، نوروپروستاتيكها هرگز مهارت و چابكي دست اصلي ما را به دست نميآورند. براي نشان دادن اهميت لمس كردن، بنسمايا پيانو را مثال ميزند. نواختن پيانو نياز به لمسي لطيف دارد و يك نوازنده پيانو طبق سيگنالهاي حسي كه از سر انگشتان خود دريافت ميكند به خوبي ميداند كه با چه شدتي (لطافت يا قدرت) بايد به كليدها ضربه بزند. بدون اين سيگنالها صدايي كه از پيانو شنيده خواهد شد چنان گوشنواز نخواهد بود. بنسمايا چنين ميگويد:«ايده اينجاست كه اگر ما بتوانيم اين سيگنالها را به دقت بازسازي كنيم، فرد قطع عضو بدون نياز به تفكر ميتواند به طور طبيعي و خودكار با اشيا ارتباط برقرار كند. نتايج اين تحقيقات اولين قدم به سوي تبادل طيف دقيق اطلاعاتي از فشار ميباشد.»
منبع:ساينس ديلي
