اقترب تطوير أجهزة الكترونية "مسيطر عليها العقل" خطوة أخرى اليوم مع نشر أ الطبيعة ورقة التكنولوجيا الحيوية وصف كيف أن الدعامة الصغيرة 3cm الطويلة التي تحتوي على أقطاب 12 يمكن أن تساعد يومًا ما الأشخاص الذين يعانون من إصابة النخاع الشوكي على المشي بقوة التفكير.

يتم إدخال الجهاز ، المسمى "stentrode" ، في الوريد الوداجي في الرقبة ويدفع للأعلى حتى يصل إلى قشرة الدماغ الحركية المسؤولة عن نشاط العضلات.

لقد كنت جزءًا من فريق 39 - الشخص الذي يقوم بتطوير واختبار الجهاز ، ونخطط الآن لإجراء تجربة سريرية العام المقبل في فيكتوريا.

كيف تعمل؟

يسمح موقع stentrode ، بجانب القشرة الحركية ، باستقبال إشارات عصبية تؤدي إلى الحركة. فهو يرسل تلك الإشارات أسفل microleads 12 في واجهة الكمبيوتر.

جامعة ملبورن. مصدر

هنا ، تُترجم الإشارات إلى معلومات يمكن أن تتلاعب بأي شيء من طرف صناعي الكتروني إلى هيكل خارجي كامل الجسم ، هيكل عظمي خارجي من نوع المحول.

يعتمد العمل على الأبحاث السابقة ، والتي وجدت في 2002 القرود يمكن أن تحرك مؤشر الكمبيوتر مع قوة الفكر. أظهر هذا أنه كان من الممكن نظريًا التحكم في طرف الكتروني باستخدام الفكر وحده.

بعد ذلك ، استخدم الباحثون أجهزة القطب الكهربائي ، مثل مجموعة يوتا القطبوزرعها جراحياً أسفل الجمجمة مباشرة في القشرة البشرية. أنتجت هذه الأجهزة نتائج مذهلة ، بما في ذلك القدرة على المرضى المصابين بالشلل لتشغيل طرف الكتروني بعيد ، مفصول تمامًا عن الجسم ، وأخذ رشفة من القهوة. لا يزال يتم تطوير هذه الأجهزة بواسطة شركة تسمى برينجيت.

ومع ذلك ، يتطلب إدخال هذه الأجهزة جراحة الدماغ الكبرى التي تنطوي على مخاطر العدوى ، ورفض المناعة. يمكن أن تسبب صفائف الأقطاب الكهربائية المزروعة جراحياً التهاب الدماغ وتعاني من تدهور جودة الإشارة على مدار ستة أشهر إلى سنة.

يهدف stentrode للتغلب على هذه المشاكل. من خلال الجلوس داخل الأوعية الدموية في الدماغ ، يتم دمج الدعامة في جدار الوعاء الدموي ، مما يحميها من الخلايا المناعية للدماغ. تشير دراساتنا قبل السريرية إلى أن الدماغ يشير إلى أن التقاط الدعامة يصبح في الواقع أنظف وأقوى مع مرور الوقت حيث يتم دمج الوعاء الدموي.

الخطوة التالية: زرع المرضى

سيكون أول المرضى الذين يتلقون عمليات زرع الدعامات هم الأشخاص الذين عانوا من إصابة في العمود الفقري وانتهى الأمر بالشلل الرباعي.

قبل تلقي الزرع ، سيخضع المرضى لمسح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. سيُطلب منهم تخيل تحريك ذراعهم إلى اليسار واليمين ، لأعلى ولأسفل ، وتخيل تحريك أيديهم نحو الأهداف على شاشة الكمبيوتر.

سيؤدي ذلك إلى إنتاج خريطة افتراضية للقشرة الحركية التي يمكن للجراحين استهدافها أثناء جراحة زرع الدعامة ، لضمان أن يطغى الجهاز على المنطقة المناسبة من القشرة الحركية.

بعد ذلك ، يبدأ دماغ المريض نموذجًا تعليميًا ، شبيهًا جدًا بتعلم العزف على آلة موسيقية أو مهارة حركية جديدة. ستطلق النورونات الموجودة في القشرة الحركية استجابة لفكر المريض ، والتي ستترجم بعد ذلك إلى حركة من المؤشر أو الطرف الإلكترون أو الهيكل الخارجي.

في البداية ستكون هذه الحركات متقلبة وغير منسقة وستنتج نتيجة غير صحيحة. لكن من خلال عملية التجربة والخطأ ، ستسمح له خصائص الدماغ العصبية بتحسين النشاط العصبي ، مما يسمح في نهاية المطاف بأنشطة منسقة مثل شرب القهوة ، أو المشي بمساعدة هيكل خارجي.

استخدامات أخرى محتملة

نظام الأوعية الدموية المتفرعة للغاية في الدماغ يعني أنه من المحتمل أن تتراكم الدعامات في أوعية أخرى لعلاج مجموعة متنوعة من الأمراض.

لديها القدرة على التنبؤ بنوبات الصرع ، على سبيل المثال ، إذا وضعت في منطقة الدماغ التي تؤدي إلى نوبات. يتغير نشاط المخ العصبي بطرق يمكن التنبؤ بها قبل بداية النوبة. يمكن أن يقوم stentrode بجمع إشارات التحذير هذه ، مع تنبيه المريض إلى التوقف عن أي أنشطة قد تعرضهم أو غيرهم للخطر ، مثل القيادة أو السباحة.

ويمكن أيضا أن تستخدم stentrode كجهاز تحفيز عصبي. تشمل العلاجات الحالية لمرض باركنسون تحفيز الدماغ العميق (DBS) لإطلاق الدوبامين المطلوب للحركات المنسقة والسلسة. باستخدام stentrode كمحفز بديل من شأنه أن يخفف من المخاطر زرع المنبهات في عمق الدماغ.

يمكن للجهاز أيضًا مساعدة الأشخاص المصابين بمرض العصبونات الحركية (MND) الذين يتعرضون للسرقة من القدرة على الحركة والتحدث والأكل والتنفس في النهاية. في المرحلة التي يفقد فيها الأشخاص القدرة على الاتصال ، يمكن استخدام stentrode لتوفير واجهة للأشخاص للتحكم في جهاز الكمبيوتر. قد يمنحهم هذا أشهر أو سنوات ثمينة يمكنهم من خلالها التواصل مع أحبائهم.

من المقرر إجراء أول تجارب سريرية داخل جسم الإنسان في 2017. شريطة أن نرى النتائج المتوقعة ، نأمل أن تتوفر نسخة متاحة تجاريا من التكنولوجيا في النصف الأول من 2020s.

في غضون ذلك ، يتمثل أحد الأهداف في إضافة المزيد من الأقطاب الكهربائية ، مما يتيح التحكم الدقيق للمرضى المصابين بالشلل ليس فقط المشي مرة أخرى ، ولكن أيضًا اكتساب حركات الأصابع الدقيقة. هل يمكن أن نرى في يوم من الأيام براعة الكمان "المشلولة"؟ يمكننا المحاولة.