حس لامسه در بیماری فلجی

دانشمندان با استفاده از الکترودهای آرایه ای کاشته شده در قشر Somatosensory مغز، احساسات لمس و حرکت در دست و بازوی مرد فلج را بازگرداندند. برای اولین بار، دانشمندان Caltech با تحریک یک ناحیه مغز توسط یک آرایه کوچک از الکترودها، احساسات طبیعی (لمس و حرکت) در بازوی یک مرد فلج شده ایجاد کرده اند. بیمار دارای ضایعه نخاعی سطح بالا بود و علاوه بر عدم توانایی حرکت اندام خود، هیچ احساسی در اندام خود نداشت. این کار می تواند به بیماران فلج شده یک روز اجازه دهد تا با استفاده از اعصاب مصنوعی، احساسِ بازخورد فیزیکیِ سنسورهای قرار داده شده در این دستگاه ها را داشته باشند.

این تحقیق در آزمایشگاه ریچارد آندرسن، استاد علوم اعصاب و جیمز بوسول، مدیر مرکز مغز و اعصاب T & C Chen انجام شده است. یک مقاله توصیفی درباره این پژوهش در مجله eLife به چاپ رسیده است.

قشر Somatosensory

قشر Somatosensory یک بخشی از  مغز است که حواس های جسمی، احساسات تجربی (حرکت یا موقعیت بدن در فضا) و احساسات پوستی (فشار، لرزش، لمس و …) را کنترل می کند. در پژوهشهای قبلی، ایمپلنت های عصبی قرار داده شده در مناطق مغزی مشابه، عمدتا احساساتی مانند سوزش یا وزوز در دست را ایجاد کرده بودند. ایمپلنت آزمایشگاه آندرسن قادر است احساسات بسیار طبیعی (شبیه به احساساتی است که بیمار قبل از آسیبش تجربه کرده است) را از طریق تحریک داخل مغزی ایجاد کند.

آزمایش بر روی فرد فلج

بیمار سه سال قبل پس از یک آسیب نخاعی، از شانه ها فلج شده بود. دو آرایه از الکترود های کوچک به صورت تهاجمی در قشر Somomatosensory کاشته شدند.از طریق این آرایه های کاشته شده، محققان با استفاده از پالس های بسیار کوچک، نورون های منطقه را تحریک کردند. بیمار بعد از تحریک عصبی احساسات طبیعی مختلفی از قبیل فشار دادن، ضربه زدن، احساس حرکت به سمت بالا و … را تجربه کرد که در نوع، شدت و مکان بسته به فرکانس، دامنه و موقعیت تحریک آرایه ها متفاوت است. این برای اولین بار است که احساسات طبیعی توسط تحریک عصبی داخل مغزی ایجاد شده است. اینکه بیمار در مورد احساسات صحبت می‌کرد خیلی جالب بود. که امیدواریم این پژوهش در آینده کمک به بیماران فلج کمک کند تا احساسات طبیعی خود را دوباره بدست بیاورند.

اگر چه تحریکهای مختلفی موجب ایجاد احساسات مختلف می شوند، ولی هنوز کدهای عصبی‌ای که بخشهای مخلتف حسی را کنترل میکنند، مشخص نیست. در کارهای آینده، محققان امیدوارند که روش دقیق برای قرار دادن الکترود و تحریک مناطق مغزی سموتوسنسوری جهت ایجاد احساسات خاص و ایجاد dictionary تحریک و احساسات مرتبط با آن، تعیین کنند.

گام های بعدی در زمینه ی درمان افراد فلج

طبق گفته آندرسن، گام بزرگ بعدی این است که این فناوری را با پروتزهای عصبی موجود ترکیب کنند. در سال 2015، آزمایشگاه آندرسن، یک واسط مغز و کامپیوتری توسعه دادند که بازوی رباتیک پروتز را  به الکترودهایی که در ناحیه مغز به کار گرفته شده بود، متصل کردند. به این ترتیب، یک مرد فلج شده توانست با استفاده از بازوی پروتز یک لیوان را بلند کرده و آب بنوشد. اتصال دستگاه با قشر Somatosensory باعث ایجاد شاخص های BMI دو طرفه می شود که یک فرد فلج شده در عین حال که از اندامهای پروتز استفاده می‌کند، دوباره احساس لامسه و حرکت  را داشته باشد.

آندرسن می گوید: “در حال حاضر تنها بازخوردی که برای پروتز های عصبی در دسترس است، بصری است، به این معنی که شرکت کنندگان می توانند عملکردهای اندام های رباتیک را نگاه کرده و حرکت را تنظیم کنند.

“با این حال، هنگامی که یک شیء لمس می شود، ضروری است که اطلاعات سوسومسوزورسیم را داشته باشیم تا راحتتر object را جابجا کنیم. احساسات somatosensory ناشی از تحریک، مزیت بالقوه ای را برای تولید یک حس تجسمی دارند؛ مثلا یک بیمار ممکن است در طول زمان احساس کند که اندام روباتیک بخشی از بدن آن است. ”

منبع