محمد امین نعمتی
هدف نهایی افرادی که در حوزه پروتز عصبی کار می‌کنند ساخت اعضای مصنوعی با حرکت طبیعی، غریزی و در زمان آنی برای افراد قطع عضو است. در واقع، پیشرفت‌هایی که در این حوزه انجام شده است ساخت سیستم‌های کنترل شده توسط ذهن و همچنین سیستم‌هایی که بازخورد جنبشی لمسی داشته باشند را به همراه داشته است، ولی تاکنون چنین فناوری‌هایی به مقدار زیادی آموزش و تمرین فرد قطع عضو دارند.
گرچه حالا، دانشمندان دانشگاه میشیگان یک فناوری پروتز عصبی توسعه دادند که حرکت غریزی را بدون نیاز یادگیری از همان ابتدا به افراد قطع عضو بر می‌گرداند.
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در پروتزهای کنترل شده توسط ذهن پیدا کردن یک سیگنال عصبی قدرتمند و به اندازه کافی محکم برای اتصال به عضو مصنوعی است. دانشمندان در حال حاضر می‌دانند اعصاب محیطی، شبکهای از اعصاب کوچکی که از مغز و ستون فقرات بیرون می‌آیند، برای دقیق‌ترین و غریزی‌ترین کنترل یک عضو مصنوعی بهترین هستند ولی دستیابی به یک سیگنال عصبی از آن‌ها مشکل است چون اندازه کوچکی دارند و اغلب اوقات توسط یک بافت اسکار نامعلوم می‌شوند.
تیم دانشگاه میشیگان به این مشکل با پیچاندن گرافت‌های ماهیچه‌ای ریز حول پایانه‌های عصبی در بازوی شرکت‌کننده در این تحقیق غلبه کرده است. این گرافت‌ها نقش «خطوط اتصال» احیاکننده داشتند که نه تنها به جلوگیری از رشد بافت اسکار کمک کردند بلکه شرایط تقویت سیگنال‌های عصبی ضعیف را برای آن‌ها فراهم کردند.
سیندی چستک (Cindy Chestek) دانشیار مهندسی زیست شیمی در این دانشگاه گفت «طبق چیزی که من می‌دانم، ما بیشترین ولتاژ ثبت شده از یک عصب را در مقایسه با تمام دستاوردهای قبلی مشاهده کردیم. در روش‌های قبلی، ممکن است 5 میکروولت یا 50 میکروولت را به دست آورید که سیگنال‌های بسیار بسیار کوچکی هستند. ما اولین سیگنال‌های میلی‌ولت را شاهد بودیم.»
در همین حین، این تیم الگوریتمی را توسعه داده است تا نقش عنصر «یادگیری» مورد نیاز برای کنترل عضو مصنوعی متصل شده به این روش را ایفا کند. چستک گفت «شما می‌توانید یک دست مصنوعی را وادار به انجام کارهای متعددی کنید، ولی معنای آن این نیست که فرد به صورت ذاتی آن را کنترل می‌کند. تفاوت زمانی است که این عضو مرتبه اول فقط با فکر کردن در مورد آن کار کند و این قابلیتی است که روش ما فراهم می‌کند. این مرحله یادگیری در الگوریتم‌های ما رخ می‌دهد. این شیوه با سایر روش‌ها متفاوت است.»
شرکت‌کنندگان در آزمایش‌ها توانستند بلوک‌ها را با کمک یک گیره بردارند، انگشت شست خود را در یک حرکت دائمی تکان دهند، اشیاء کروی را بلند کنند و حتی سنگ، کاغذ، قیچی بازی کنند. جو همیلتون یکی از افرادی که در یک سانحه آتش‌سوزی دست خود را از دست داده است و در این تحقیق شرکت داشت گفت «اینطور به نظر می‌رسد دوباره دست دارید. می‌توانید تقریبا هر کاری که با یک دست واقعی انجام می‌دهید با آن دست انجام دهید. حس طبیعی بودن را به شما بر می‌گرداند.»
در چند سال گذشته این بزرگ‌ترین پیشرفتی است که در حوزه پروتز عصبی انجام شده است و یک تغییر کامل و مهم در این زمینه را نشان می‌دهد ولی همیشه جا برای پیشرفت وجود دارد.
چستک گفت «از این جا به بعد کارهای زیادی داریم، ولی ما قصد نداریم دست از تلاش بکشیم تا بتوانیم به صورت کامل حرکات دست سالم را برگردانیم. این رویای پروتز عصبی است.»
منبع: engadget.com
