العلماء يستعيدون حاسة اللمس بتحفيز الدماغ الكهربائي

لقد وجد الباحثون أن التحفيز الكهربائي الموجه بدقة للدماغ يمكن أن يعيد خلق حاسة اللمس لدى الأشخاص الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي.

باحثون في جامعة بيتسبرغ و جامعة شيكاغو تابعت خمسة أشخاص يعانون من إصابات في النخاع الشوكي والذين تلقوا أجهزة واجهة حاسوبية مزروعة في الدماغ. وعلى مدار 27 عامًا من استخدام الغرسات، قامت الأنظمة بتوصيل حوالي 168 مليون نبضة كهربائية إلى الدماغ دون التسبب في أي أحداث سلبية خطيرة.

نشرت في العلوم ترجمة ليدداخلتعد هذه الدراسة أطول بحث حتى الآن عن التحفيز الدقيق داخل القشرة لدى البشر. ويقدم دليلا نادرا على أن إشارات اللمس الاصطناعية يمكن أن تظل آمنة ومستقرة نسبيا ليس فقط لأشهر، ولكن لسنوات.

قال المؤلف الرئيسي روبرت جاونت، الأستاذ المشارك في الطب الطبيعي وإعادة التأهيل وعضو في مختبرات الهندسة العصبية في بيت ريهاب، بكلية الطب: “يزرع هذا البحث علمًا على الأرض من أجل سلامة وفائدة استخدام واجهات الدماغ والحاسوب لتقديم التحفيز الحسي في البيئات السريرية، وفي نهاية المطاف، في منازل الناس”. “لكي يكون لواجهات الدماغ والحاسوب تأثير حقيقي على حياة الناس، يجب عليهم الاستمرار في العمل بأمان وموثوقية لسنوات. وتظهر هذه الدراسة أن التحفيز الدقيق في الدماغ يمكن أن يفعل ذلك بالضبط.”

كيف تصل اللمسة الاصطناعية إلى الدماغ؟

تعمل واجهات الدماغ والحاسوب، أو BCIs، على ترجمة النشاط العصبي إلى أوامر يمكنها تشغيل أجهزة الكمبيوتر والأطراف الآلية والأجهزة الأخرى. تعمل بعض الأنظمة أيضًا بشكل عكسي عن طريق إرسال المعلومات إلى الدماغ. في هذه الحالة، تم تسليم نبضات كهربائية صغيرة إلى القشرة الحسية الجسدية، وهي المنطقة التي تعالج اللمس من الجسم.

يمكن أن تكون هذه التعليقات حاسمة لجعل الأجهزة التعويضية العصبية أكثر فائدة. يعتمد الأشخاص عادةً على اللمس للحكم على الضغط وقوة القبضة والملمس والاتصال. وبدونها، يعتمد التحكم باليد الآلية بشكل كبير على الرؤية ويمكن أن يتطلب تركيزًا أكبر بكثير.

ساعدت مختبرات بيت لإعادة التأهيل للهندسة العصبية والباحثون في جامعة شيكاغو في دفع هذا المجال إلى الأمام لأكثر من عقد من الزمن. في عام 2012، كان فريق بقيادة محقق بيت من بين أول من زرع أقطابًا كهربائية في القشرة الحركية حتى يتمكن الشخص المشلول من التحكم في ذراع آلية. وبحلول عام 2015، كان الباحثون تحفيز القشرة الحسية لإضافة حاسة اللمس. قامت جامعة شيكاغو بزرع أقطاب كهربائية للمشارك الأول في كل من القشرة الحركية والحسية في عام 2020.

سمح المتطوعون الخمسة في الدراسة الجديدة للباحثين بمعالجة الأسئلة التي لا تستطيع التجارب القصيرة الإجابة عليها. وقاموا بفحص ما إذا كان التحفيز المتكرر يسبب تأثيرات ضارة، وما إذا كانت الأحاسيس الاصطناعية تنتشر إلى أجزاء غير مقصودة من الجسم، وما إذا كانت تلك الأحاسيس تضعف أو تتغير مع مرور الوقت.

الأحاسيس الاصطناعية تبقى مستقرة

وكانت النتائج مشجعة. استمرت النبضات الكهربائية الموجهة إلى منطقة اليد في القشرة الحسية الجسدية في إنتاج الأحاسيس المرتبطة باليد. وحتى بعد سنوات من التحفيز، لم تنتقل تلك الأحاسيس إلى مناطق مختلفة من الجسم.

وكانت الآثار المتبقية غير شائعة أيضًا. ولم يحدث “الإحساس المستمر” إلا مرة واحدة فقط كل 23 ألف تجربة تحفيز في المتوسط. اختفى معظمهم خلال 10 ثوانٍ بعد توقف التحفيز. لم يسبب أي منها الألم، ولم يتطلب أي منها علاجًا طبيًا.

التحدي المتمثل في متانة القطب

وكان القيد الرئيسي هو انخفاض أداء القطب. في جميع المشاركين، بقي ما معدله 64% من الأقطاب الكهربائية عاملة. وفي شخص واحد، ظل 60% منهم يعملون بعد 10 سنوات في الدماغ، على الرغم من زيادة معدل الانخفاض لاحقًا في الدراسة.

وقال المؤلف الرئيسي تشارلز جرينسبون، الأستاذ المساعد في قسم جراحة الأعصاب في جامعة شيكاغو: “هذا يدل على أن هذه التكنولوجيا لا يجب أن تكون مجرد حل قصير المدى نختبره في المختبر؛ بل يمكن للصناعة أن تبدأ في تطوير حلول طويلة المدى للمرضى في المنزل”.

ويجري أيضًا استكشاف أشكال مماثلة من التحفيز الدقيق في مناطق الدماغ المرتبطة بالرؤية والسمع، مما يزيد من احتمال أن نفس الاستراتيجية الأساسية يمكن أن تساعد في نهاية المطاف في استعادة العديد من الحواس المفقودة.

المرجع: “السلامة والفعالية على المدى الطويل للتحفيز الدقيق داخل القشرة لدى البشر” بقلم تشارلز إم. جرينسبون، تايلور جي. هوبز، سيسي فيربارشوت، علي ه. العامري، ناتاليا د. شيلشكوفا، روبن لينكامبر، جويل يي، تايلر دبليو سيمبسون، جيفري إم فايس، ديفيد إم. وير، ديبي إي. هارينجتون، آشلي فان دريش، ديفيد ساتزر، جياكومو فالي، لي إي. ميلر، نيكولاس جي. هاتسوبولوس، خورخي غونزاليس-مارتينيز، بيتر سي. وارنكي، جون إي. داوني، مايكل إل. بونينجر، جينيفر إل. كولينجر، وروبرت أ. جاونت، 15 يوليو 2026، العلوم الطب الانتقالي.
دوى: 10.1126/scitranslmed.aec3728

تم دعم هذا البحث من قبل المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية، ومبادرة NIH BRAIN، والمعهد الوطني للعيون، والمعهد الوطني لتعاطي المخدرات في الولايات المتحدة. المعاهد الوطنية للصحة (منح UH3 NS107714، R35 NS122333، U01 NS108922، U01 NS123125، R01 NS130302، R01 NS131953) ووكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (العقود N66001-16-C-4051 و N66001-10-C-4056). المحتوى هو وحده مسؤولية المؤلفين ولا يمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة أو داربا.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.