تتيح زراعة الدماغ للرجل المنعزل ترجمة أفكاره إلى جمل مكتوبة

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

التصلب الجانبي الضموري (ALS) (التصلب الجانبي الضموري) هو مرض قاسٍ ومدمر. عندما تموت الخلايا العصبية التي تتحكم في الحركة ببطء، تفقد القدرة على المشي والتحدث والتنفس. يظل عقلك حادًا، لكنك منغلق تمامًا، دون أي وسيلة للتواصل مع العالم الخارجي.

هذا ما اختبره رجل يبلغ من العمر 37 عامًا. تم تشخيصه وهو في الثلاثين من عمره، وفي 30 أشهر فقط فقد قدرته على الكلام والمشي. وفي غضون عامين، لم يعد يستطيع تحريك عينيه، وهي وسيلته الوحيدة للتواصل مع زوجته وابنه الصغير. كان يتنفس عبر جهاز التنفس الصناعي ويصاب بالشلل التام، وكان محاصرًا داخل عقله.

عقد الرجل العزم على الهروب من سجنه الجسدي، وقام بالتسجيل إجراء تجريبي للغاية. وتم زرع مصفوفتين من الأقطاب الكهربائية الدقيقة جراحياً في مناطق الدماغ التي تتحكم في الحركة. وبعد ما يزيد قليلاً عن 100 يوم من الجراحة، وبعد تدريب مكثف، أصبح المريض قادرًا على استخدام عقله لتوضيح أفكاره في جمل كاملة.

طلبه الأول؟ غيّر وضعية جسده ليكون أكثر راحة. التالي له؟ "أود الاستماع إلى الألبوم بواسطة أداة [فرقة] بصوت عالٍ"، ثم "الآن بيرة".

"لقد شكك الناس حقًا فيما إذا كان هذا ممكنًا" محمد الدكتورة ماريسكا فانستينسل من المركز الطبي الجامعي في أوتريخت، والتي لم تشارك في الدراسة، علوم.

وإذا تم تكرار هذا النظام، فإنه يَعِد بإعادة الاتصال إلى مئات الآلاف من الأشخاص المحبوسين داخل عقولهم، سواء كان ذلك بسبب مرض التصلب الجانبي الضموري، أو السكتة الدماغية، أو السرطان، أو إصابات الدماغ المؤلمة. في الوقت الحالي، لا تزال هذه الطريقة بعيدة عن أن تكون جاهزة للاستخدام السريري. وبغض النظر عن سنوات التدريب، فإن الإجراء مصمم بشكل كبير ليناسب كل شخص، مع فاتورة ضخمة لا تقل عن 500,000 ألف دولار على مدى العامين الأولين.

كما أن هذا المجال غارق في الجدل، مع اثنين من مؤلفي الدراسة متورط في فضيحة سوء السلوك العلمي لمن العمل السابق على المرضى المحبوسين. أما بالنسبة للعمل الجديد، فقالت خبيرة زراعة الدماغ الدكتورة ناتالي مراتشاكز كيرستينج من جامعة فرايبورغ، والتي لم تشارك في هذا العمل ولكنها على دراية بتاريخهم:أود أن أقول إنها دراسة قوية".

المريض لا يمكن أن يهتم أقل. "أولاً أريد أن أشكر" الدكتور نيلز بيرباومر، المؤلف الرئيسي للدراسة، قال بعقله. وبعد مرور عام، قال لعائلته: "أكبر أمنياتي هي الحصول على سرير جديد وأن آتي معكم غداً للشواء".

الطريق الطويل هناك

جراحة الدماغ ليست الخيار الأول لأي شخص.

بعد تشخيص حالته، وضع الرجل خطة لعب مألوفة لدى أي عائلة تكافح مرض التصلب الجانبي الضموري. وكان في وسطها جهاز لتتبع العين يمكنه استخدامه لتوضيح أفكاره. ولكن مع فشل العضلات المحيطة بعينيه تدريجيًا، لم يعد قادرًا على تثبيت بصره، مما جعل جهاز التتبع عديم الفائدة. قامت الأسرة بعد ذلك بتطوير نظام القلم والورق الخاص بهم حتى يتمكنوا من تتبع الأفكار البسيطة بناءً على حركات عينه. لقد كانت بدائية: أي حركة ملحوظة للعين تعتبر "نعم"، وإلا فإنها تفترض "لا".

بعد أن أدرك المريض أنه قد يفقد السيطرة على عينيه قريبًا، بدأ رحلته للتواصل من خلال الإشارات الكهربائية في دماغه وحدها. مع ظهور البرمجيات القوية بشكل متزايد وزراعة الدماغ المتوافقة حيويًا، ربط الدماغ بالكمبيوتر- وتجاوز الضرر العصبي - يتحول إلى استراتيجية قوية على نطاق واسع، وإن كانت لا تزال تجريبية، لمحاربة الشلل.

بدءًا من الإعداد غير الجراحي، تم تزويده بأقطاب كهربائية على سطح جمجمته لالتقاط الأنماط الكهربائية الواسعة لدماغه. ونظرًا لأن الجمجمة تبعثر الإشارات وتسبب الضوضاء، فقد قام النظام أيضًا بقياس الإشارات الكهربائية عبر العين كمصدر منفصل للبيانات. التي وضعتها مؤلفو الدراسة بيرباومر ومعاونه منذ فترة طويلة الدكتور أوجوال تشودري، عمل النظام على ثنائي "نعم" أو "لا".

وفي غضون عام، فشلت الاتصالات مرة أخرى. توقعًا لمصيره بالحبس التام، تجنب الرجل، بالاتفاق مع زوجته وأخته، النظر تمامًا. وبدلاً من ذلك، اختاروا زرع دماغ للاستفادة مباشرة من إشاراته العصبية.

طريق طويل لا يزال

في يونيو 2018، بعد ثلاث سنوات فقط من تشخيص حالته، تم زرع قطبين كهربائيين ميكروأري في قشرته الحركية للرجل. تحتوي كل زرعة على 64 قناة للاستماع إلى نشاط دماغه كوسيلة لفك التشفير والتواصل مع العالم الخارجي.

إنها ليست فكرة جديدة. دراسة واحدة في عام 2016 استخدمت زرعات دماغية - إجمالي 16 قطبًا كهربائيًا - في امرأة للتحكم في الكتابة عن طريق تخيل الحركات في يدها. وعلى عكس المريضة الحالية، كانت لا تزال قادرة على رمش عينيها، مما جعل حالتها مختلفة. وقال مؤلفو الدراسة: "نحن لا نعرف حقًا ما إذا كان التواصل، حتى من خلال إشارات الدماغ، لا يزال ممكنًا بعد فشل التحكم في العضلات".

وعلى الفور تقريبًا، اصطدموا بالحائط. وبعد يوم واحد من عملية الزرع، وبينما كان المريض لا يزال قادرًا على تحريك عينيه، طلب منه الفريق الاعتماد على استراتيجية العائلة السابقة المتمثلة في توصيل "نعم" أو "لا" أثناء مراقبة إشارات دماغه. ولسوء الحظ، كانت الإشارات ضعيفة للغاية. إن مطالبة المريض بتخيل حركات اليد أو اللسان أو القدم - وكلها حيل من العمل السابق - فشلت أيضًا في توليد إشارات عصبية قادرة على فك رموز نواياه.

وبعد ما يقرب من ثلاثة أشهر محبطة، قام الفريق بتغيير استراتيجيته. لقد استفادوا من الارتجاع العصبي، وهي طريقة تسمح لأي شخص بتعديل إشارات دماغه من خلال ردود الفعل في الوقت الحقيقي حول ما إذا كان قد نجح. يبدو الأمر وكأنه تأمل أكاديمي يلتقي بالعصر الجديد، وهو أمر غير معتاد بعض الشيء كنموذج تدريبي. لكن الارتجاع العصبي قيد الاختبار كوسيلة للتحكم الذاتي في وظائف المخ لمجموعة متنوعة من الاضطرابات، بما في ذلك القلق، الاكتئاب المزمن.والأرق والإدمان وغيرها بدرجات نجاح متفاوتة.

هنا، استخدم الفريق الارتجاع العصبي السمعي كوسيلة لقياس الاستجابات العصبية بشكل أفضل بالقرب من الأقطاب الكهربائية المزروعة. قاموا أولاً بتشغيل نغمة، وطلبوا من الرجل أن يحاول التلاعب بالنغمة إما بدرجة أعلى أو أقل. تحت غطاء المحرك، ارتفعت معدلات إطلاق النار العصبية لدى الرجل بشكل أسرع أو أبطأ اعتمادًا على طبقة الصوت، مما يوفر خطًا أساسيًا قويًا.

زرع الدماغ — *الصورة الائتمان: تشودري وآخرون، الطبيعة*

نجحت الاستراتيجية. كان المريض قادرًا على تحريك درجة النغمة في محاولته الأولى. وفي غضون أسبوعين، تمكن من مطابقة النغمة من خلال التركيز فقط. سمحت هذه الاختبارات الأولية للفريق باختيار الخلايا العصبية عالية الاستجابة، وباستخدام البيانات، ابتكروا استراتيجية بسيطة: من خلال الضغط على نغمة عالية أو منخفضة، يمكنه الإشارة إلى "نعم" أو "لا" في البداية، وبالتالي، الحروف الفردية .

أمامنا طريق طويل

كان التدريب صعبا. في كل يوم جلسة، بدأ الفريق بتسجيلات أساسية مدتها 10 دقائق بينما كان الرجل يستريح.

وأوضح المؤلفون: "إنها الطريقة التي يمكننا من خلالها تشغيل برنامجنا لتحديد معدل إطلاق القنوات الفردية المختلفة" لمعرفة أي منها هو الأمثل للارتجاع العصبي. بشكل عام، قام الرجل بمطابقة 80% من التعليقات قبل أن يستمر في جلسات التهجئة. خلال الأيام الثلاثة الأولى، كان قادرًا على تهجئة أسماء زوجته وأسماء ابنه.

لكنها لا تزال مهمة شاقة: فحتى بعد أشهر من التدريب، كان بإمكانه التواصل بمعدل حرف واحد في الدقيقة، أو 131 حرفًا في اليوم. وهذه فقط الأشياء الواضحة. لسوء الحظ، حتى مع التدريب لم تكن هناك زيادة في السرعة.

ومع ذلك، رغم صعوبة الأمر، يستطيع الرجل التواصل مع فريق الرعاية الخاص به وعائلته. طلبت إحدى الرسائل رفع رأسه للأعلى عندما يأتيه زوار. وطلب آخر عدم ارتداء قمصان، بل ارتداء الجوارب طوال الليل.

وقال المؤلفون بعد حوالي ستة أشهر من عملية الزرع: "لقد قدم اقتراحات لتحسين أدائه في التهجئة من خلال تهجئة "تشغيل التعرف على الكلمات". وفي غضون عام، قال للفريق: "يا شباب، إنه يعمل دون عناء" وطلب من زوجته عشاءً لطيفًا يتكون من "حساء جولاش وحساء البازلاء الحلوة" في أنبوب التغذية الخاص به.

الوقت، بشكل مأساوي، لم يكن إلى جانبه. وفي السنوات الثلاث التي تلت زرعه، تباطأت الاتصالات وأصبحت مليئة بالأخطاء بشكل متزايد، إلى درجة عدم الفهم التام.

ويظل سبب حدوث ذلك لغزًا، لكن الخبراء يعتقدون أنه من المحتمل أن يكون ذلك بسبب النسيج الندبي الذي يتشكل حول الأقطاب الكهربائية، مما يثبط إشارات الدماغ. على الرغم من أن المؤلفين لم يبلغوا عن أي التهاب أو عدوى في منطقة الزرع، إلا أن ذلك يمثل خطرًا دائمًا.

ولكن باعتبارها رائدة، ترسم الدراسة بداية جديدة للأشخاص المحبوسين. إنها مكافأة كبيرة مع مسؤولية كبيرة للغاية: قد يكون العديد من المرضى في هذه المرحلة في نهاية حياتهم. ما مدى ثقتنا في التكنولوجيا التي تفك رموز آرائهم حول العلاج والقرارات الطبية؟ ماذا يحدث إذا أخطأت زراعة الدماغ في فهم فكرة تتعلق برعايتهم؟ وبالنسبة للأمراض التي لا علاج لها، في أي نقطة تصبح هذه الجسور بين العقل والآلة أملًا كاذبًا للأحباء بينما يتلاشى الدماغ ببطء؟

في الوقت الحالي، لا يهتم المريض الشجاع بكل ذلك. ومع عملية الزرع، طلب من ابنه البالغ من العمر أربع سنوات أن يشاهد أفلام ديزني روبن هودأو "الساحرة والساحر" على أمازون. قال بعقله: "أنا أحب ابني الرائع".

الصورة الائتمان: مركز ويس

الطابع الزمني: 30 آذار، 2022