تيمي بينالمللي از دانشمندان از يك رابط بيسيم «مغز- نخاع» به منظور دور زدن آسيبديدگيهاي نخاعي در يك جفت ميمون رزوس استفاده كردهاند كه حركت ارادي راه رفتن را به پايي كه موقتاً فلج شده است بازميگرداند. اين محققان، براي روش كار خود اظهار ميدارند كه اين اولين باري است كه از يك پروتز عصبي به منظور احياي حركت بدون واسطه راه رفتن در پستانداران نخستين غير انسان استفاده شده است.
اين مطالعه توسط دانشمندان و مهندسين عصبي در يك كارگروهي با هدايت مؤسسه پليتكنيك فدرال لوزان (EPFL) در سوئيس، همراه با دانشگاه براون، مدترونيك و مؤسسه ICT- IMM فرانهوفر در آلمان انجام شد. اين روش بر پايه تكنولوژيهاي عصبي توسعهيافته در دانشگاه براون و مؤسسههاي همكار ايجاد شد. در اين روش دانشمندان از رابط مغزي قابل كاشت جديد كه «رابط مغز و ستون فقرات» نام دارد، به عنوان يك پل ارتباطي بيسيم بين مغز و ستون فقرات استفاده كردند و اينگونه اين سيستم با موفقيت توانست حركت پاهاي راست در دو ميمون رزوس فلج را بازسازي كند.
دانشمندان معتقدند: «سيستمي كه ما توسعه دادهايم از سيگنالهاي ضبط شده از قشر حركتي مغز براي تحريك الكتريكي هماهنگ اعصاب داخل ستون فقرات استفاده ميشود كه مسئول اندامهاي حركتي هستند.» ديويد بورتون، استاديار مهندسي در دانشگاه براون و يكي از نويسندگان راهبر مقاله اظهار كرد: «با روشن كردن سيستم، پستانداران حاضر در تحقيق ما تحرك نسبتاً نرمالي داشتند.»
اين اثر ميتواند در توسعه سيستمهاي مشابه كه براي انسانهاي داراي آسيبديدگي نخاعي طراحي شده است كمك كند.
«شواهدي وجود دارند كه نشان ميدهند يك سيستم تحريك نخاعي كنترل شده توسط مغز ممكن است توانبخشي بعد از آسيبديدگي نخاعي را بهبود دهد.» اين براي اولين بار است كه يك دستگاه عصبي ميتواند توانايي حركت را به پستانداران بازگرداند. دانشمندان همچنين براي استفاده از اين فناوري در انسانها خوشبين هستند. جورج كورتين، استادي در مؤسسه پليتكنيك فدرال لوزان (EPFL) كه اين همكاري را رهبري ميكند، آزمايشهاي باليني را در سوئيس به منظور آزمايش قسمت نخاعي اين رابط شروع كرده است. وي هشدار ميدهد: «چالشهاي بسياري روبهروي ما هستند و ممكن است چندين سال طول بكشد تا همه اجزاي اين شيوه را بتوان روي انسانها آزمايش كرد.»
بازسازي ارتباطعمل راه رفتن به واسطه فعل و انفعالات پيچيدهاي بين نورونهاي موجود در مغز و نخاع ممكن ميشود. سيگنالهاي الكتريكي نشئت گرفته از قشر حركتي مغز به سمت ناحيه كمري در قسمت پاييني نخاع حركت ميكنند و نورونهاي حركتي كه وظيفه هماهنگ كردن حركت عضلات مسئول در دراز كردن و خم كردن پاها را دارند، فعال ميكنند.
يك سنسور عصبي كه در آزمايشگاه آرتو نورميكو، استاد دانشگاه براون، توسط تيمي با حضور بورتون توسعه يافته است، سيگنالهاي جمع شده توسط يك تراشه تعبيه شده در مغز را به صورت بيسيم به يك كامپيوتر ارسال ميكند، اين كامپيوتر سيگنالها را رمزگشايي ميكند و آنها را به صورت بيسيم به يك تحريككننده نخاعي الكتريكي كه در ناحيه كمري ستون فقرات، پايينتر از قسمت آسيب ديده، كاشته شده است ارسال ميكند. اين تحريك الكتريكي كه به صورت الگوهاي هماهنگ شده توسط سيگنالهاي رمزگشايي شده مغز دريافت ميشوند، به اعصاب نخاعي كه حركت را كنترل ميكنند سيگنال ميدهند.
اين مطالعه نشان داد كه بعد از روشن كردن سيستم دو ميمون خود به خود شروع به حركت پاهايشان كردند در حاليكه روي يك تردميل راه ميرفتند. مقايسه حركتي اين دو ميمون با نمونههاي سالم نشان داد كه ميمونهاي آسيبديده با كمك تحريكهاي كنترل شده توسط مغز، قادر به انجام الگوهاي حركتي نسبتاً نرمال بودند.
گرچه اثبات كاركرد اين سيستم در پستانداران نخستين غير انسان يك قدم بسيار مهم است، محققان تأكيد ميكنند كه كارهاي زيادي بايد انجام شود تا آزمايش اين سيستم در انسانها آغاز شود. آنها همچنين به چندين محدوديت اشاره داشتند.
بورتون يكي از دانشمندان اين طرح ميگويد: يك اصل در علوم اعصاب وجود دارد كه نورونهايي كه با هم فعال ميشوند به هم وابسته ميشوند. ايدهاي كه در اينجا وجود دارد اين است كه شايد بتوانيم با درگير كردن مغز و نخاع با هم، رشد مدارها را طي مدت توانبخشي بيفزايم. اين يكي از اهداف اصلي اين شيوه و به طور كلي يك هدف در اين زمينه است.
منبع:ساينس ديلي
