Bill Kochevar فرد معلولی است که پس از ۸ سال توانست دوباره دست خود را حرکت دهد. وی که در سال ۲۰۰۶ در یک سانحه از شانه به پایین فلج شده بود اکنون به کمک الکترودهای قرار داده شده روی قشر مغز و تحریک عضلات بازو و دستش می‌تواند به سادگی و تنها با فکر کردن، دستش را حرکت دهد.

Bill Kochevar برای بیش از هشت سال نه می‌توانست غذا بخورد و نه حتی بینی خود را بخاراند. او در سال ۲۰۰۶ در یک حادثه تصادف با دوچرخه تقریباً به طور کامل از شانه به پایین فلج شد. پژوهش‌هایی که در مجله لانست منتشر شده است نشان می‌دهد که Kochevar توانایی استفاده از دست راست خود را با کمک فناوری آزمایشی به نام پروتز عصبی (neuroprosthetic) دوباره به دست آورده است. این فناوری در اصل ایجاد یک اتصال جدید بین مغز و اندام به جای اتصال پیشین است که از بین رفته.
نخستین بار پس از هشت سال، این مرد ۵۶ ساله ساکن کلولند (Cleveland) توانست دست خود را به سادگی با فکر کردن در مورد آن حرکت دهد. او یک فنجان قهوه نوشید، یک چوب شور را جوید و خود از پوره سیب زمینی خورد. Kochevar در یک ویدیو منتشر شده توسط دانشگاه Case Western Reserve گفت: «این شگفت انگیز بود. من در مورد حرکت دستم فکر کردم و آن حرکت کرد. من می‌توانم دستم را به سمت بالا و پایین حرکت دهم».

Abidemi Bolu Ajiboye، نویسنده اصلی این پژوهش و استادیار دانشگاهCase Western Reserve گفت: «ما سیگنال‌های الکتریکی که نشان دهنده افکار فرد هستند را دریافت می‌کنیم و از آنها برای کنترل تحریک بازو و دست استفاده می‌کنیم». اگرچه Kochevar نخستین فردی است که از چنین فناوری بهره‌مند می‌شود اما Bolu Ajiboye معتقد است می‌توانند این فناوری را در ۵ تا ۱۰ سال آینده در اختیار عموم مردم قرار دهند.

Kochevar در یک روز بارانی در سال ۲۰۰۶ در حال دوچرخه سواری بود، زمانی که او به پشت یک کامیون پست الکترونیکی که برای تحویل یک بسته متوقف شده بود برخورد، سقوط کرد. او از شانه به پایین فلج شد. Kochevar پس از اینکه در سال ۲۰۱۴ در مورد این پژوهش‌ها شنید به طور داوطلبانه در آن شرکت کرد. او گفت: «کسی باید این پژوهش‌ها را انجام دهد. اگر هیچ کس در این پژوهش‌ها شرکت نکند، به موفقیت دست پیدا نمی‌کنیم».

مشکل اصلی این بود که به دلیل آسیب نخاعی سیگنال‌ها از مغز Kochevar به سایر اعضای بدن وی نمی‌رسیدند. راهکار ایجاد یک اتصال کاملاً جدید بین مغز و دست وی در دو فاز مجزا بود. پژوهشگران در ابتدا یک آرایه الکترودی را روی قشر حرکتی مغز که مسئول کنترل بازو و دست است قرار دادند. این آرایه‌های الکترودی برای شناسایی و ثبت سیگنال‌های الکتریکی مغز مورد استفاده قرار گرفتند. دانشمندان از این آرایه‌ها برای یک رابط رایانه و نمایش یک بازوی مجازی استفاده کردند. در پاسخ به سیگنال‌های عصبی Kochevar، بازوی مجازی روی صفحه نمایش رایانه حرکت می‌کند، تقریباً مشابه اندام واقعی است. در ابتدا، Kochevar به سادگی تلاش می‌کرد تا دست روی صفحه نمایش را با ذهن خود کنترل کند.

Robert Kirsch، استاد مهندسی زیست پزشکی در Case Western به NPR گفت: «ما یک الگوریتم داریم که سیگنال‌های عصبی را به حرکاتی که فرد تلاش می‌کند انجام دهد تبدیل می‌کند». پس از چهار ماه آموزش، Kochevar مهارت کافی برای کنترل دست مجازی روی صفحه نمایش را بدست آورده بود. Kochevar به Time گفت: «این کار خیلی سریع پیش رفت. من آموخته‌ام که چگونه این کار را به طور صحیح انجام دهم و هر روز در انجام این کار بهتر و بهتر شوم».

پژوهشگران همچنین شبکه‌ای از ۳۶ الکترود تحریک کننده عضله به بازو و دست راست وی متصل کردند و از این طریق پالس‌های الکتریکی را به درون عضلات ارسال می‌کنند. اینکار موجب انقباض عضلات می‌شود و به آنها اجازه حرکت می‌دهد، شبیه به یک ضربان ساز که موجب می‌شود قلب در یک ریتم طبیعی حرکت کند. در مرحله بعد، الکترودها در مغز Kochevar به الکترودهایی که در عضلات وی قرار داده شده از طریق یک رابط رایانه‌ای متصل می‌شوند. رابط سیگنال‌های عصبی مغزی او را به پالس‌های الکتریکی لازم برای حرکت بازو رمزگشایی می‌کند و او به جای تلاش برای کنترل یک بازوی مجازی، تلاش کرد تا دست خود را کنترل کند.

در ابتدا، پژوهشگران بازوی وی را حرکت دادند و از او خواستند که تصور کند او این کار را انجام می‌دهد، و رابط رایانه‌ای سیگنال‌های عصبی وی را ثبت کرد. به زودی او توانست دست خود را تنها با فکر کردن به آن حرکت دهد. او هنوز هم برای حرکت دست تحلیل رفته خود و مقابله با گرانش نیاز به پشتیبانی دارد، اما Kochevar دستش را با مغز خود کنترل می‌کند. او می‌تواند خود غذا بخورد، یک نی را تا لب‌های خود بالا بیاورد و بینی خود را بخاراند، کارهایی که او به مدت هشت سال قادر به انجام آنها نبوده است.

Bill Kochevar از فناوری رابط مغز و رایانه و تحریک الکتریکی عضلات برای حرکت دست خود استفاده می‌کند (Case Western Reserve University/Cleveland FES Center via Reuters)

این فناوری هنوز کامل نشده است. کمی تأخیر بین خواست فرد برای حرکت دست و انجام آن وجود دارد. Abijoye گفت: «رایانه فعالیت‌های مغزی را ۳۰،۰۰۰ مرتبه در هر ثانیه نمونه‌برداری می‌کند و ۲۰ میلی ثانیه طول می‌کشد تا عضلات واکنش نشان دهند. مطبوعات اظهار داشتند که این تأخیر ۳۰۰ میلی ثانیه است که مقدار قابل توجهی است».

Kochevar در واقع نمی‌تواند آنچه که انجام می‌دهد را احساس کند. اگر چه او هنوز هم می‌تواند این اقدامات را با چشمان بسته انجام دهد اما نمی‌تواند آنچه با دست خود لمس می‌کند را تشخیص دهد. با این حال، او خوشحال به نظر می‌رسید. او گفت: «این جایگزینی برای توانایی انسان نیست اما در دراز مدت افراد قادر خواهند بود کارهای بیشتری را خود انجام دهند». وی افزود: «برای کسی که هشت سال مجروح شده و نمی‌تواند حرکت کند، بسیار جذاب است که اکنون قادر به حرکت است حتی بسیار اندک».

در همین زمینه بخوانید:

>>دور زدن ستون فقرات به مرد فلج اجازه می‌دهد دست خود را کنترل کند

منبع: washingtonpost

استفاده و بازنشر این نوشتار تنها با ذکر لینک مطلب و نام مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی مجاز است.