بررسی نخستین سیستم ایمپلنت مغز در جهان

یک زن هلندی که از فلج رنج می‌برد، اولین شخصی محسوب می‌شود که جدیدترین نوع فرایند کاشت مغزی را دریافت کرده است. این نوع از کاشت یا ایمپلنت به بیمارانی که نمی‌توانند صحبت یا حرکت کنند، اجازه می‌دهد بتوانند تنها با استفاده از «فکر کردن» با دیگران ارتباط برقرار کنند.

روش ایمپلنت جدید، با یک رابط رایانه‌ای کار می‌کند و می‌تواند به بیمار در بیان کلمات کمک کند. این ایمپلنت محدودیت کاربردی ندارد و به بیمار اجازه می‌دهد تا بدون کمک گرفتن از پزشک یا شخصی دیگر، با دنیای پیرامون خود ارتباط برقرار کند.

نیک رمزی؛ عصب‌شناس از دانشگاه پزشکی اوترخت، در مصاحبه‌ای با سی‌ان‌ان درباره‌ی یافته‌های جدید گفته است:

این سیستم کاملا کاشتنی است و می‌تواند بدون حضور متخصص به خوبی کار کند. این سیستم در نوع خود بی‌نظیر است.

هانکه د‌ی برویین در سال ۲۰۰۸ به بیماری اسکلروزیس آمیوتروفیک جانبی (ALS) مبتلا شد و مدتی پس از آن تمام سیستم عصبی او از کار افتاد. در عرض دو سال وضعیت سلامتی هانکه به‌ گونه‌ای وخیم شد که بدون ونتیلاتور (دستگاه تنفس مصنوعی) قادر به نفس کشیدن نبود. او در این مدت به‌طور کامل قدرت تکلم و حرکت خود را نیز از دست داد.

قبل از اینکه هانکه با دکتر رمزی آشنا شود، از سیستمی استفاده می‌کرد که با ردیابی حرکات چشم، به او اجازه می‌داد لغات و حروف مورد نظرش را برای تشکیل یک جمله از روی صفحه نمایش سیستم انتخاب کند. اما شاید این راه‌حل هم موقتی باشد. آن طور که جسیکا همزلو از وب‌سایت New Scientist گفته است، از هر سه بیمار ALS یک نفر توانایی حرکت دادن چشمان خود را از دست می‌دهد.

رمزی به این فکر می‌کرد که چگونه می‌توان سیستمی ساخت که بدون نیاز به هیچ‌گونه حرکتی، امکان برقراری ارتباط فراهم کند. گفتنی است که استیون هاوکینگ، فیزیکدان مشهوری که از این بیماری رنج می‌برد نیز از سیستمی استفاده می‌کند که از طریق ماهیچه‌های چانه کنترل می‌شود.

با این تفاسیر؛ یکی از گزینه‌های پیش روی رمزی، عبارت بود از سیستمی که بتواند ذهن فرد را بخواند. ما در سال‌های گذشته ایمپلنت‌های مغزی بسیاری دیده‌ایم که به کمک افراد فلج یا قطع عضو آمده‌اند. اما همان‌گونه که انتظار می‌رود، پروسه‌ی انتقال تکنولوژی‌های پیشرفته از آزمایشگاه به داخل خانه‌ها بسیار زمان‌بر است. رمزی و تیم او در نظر داشتند سیستمی طراحی کنند که بیماران قادر باشند به تنهایی در خانه‌ی خود از آن استفاده کنند و نیاز به حضور مستمر فرد متخصص در کنارشان نباشد. رمزی در همین مورد به سی‌ان‌ان چنین توضیح داده است:

در هر صورت، بسیاری از ایده‌های این‌چنینی تا به امروز کاربرد بالینی پیدا نکرده‌اند. از سویی دیگر، تا به حال هیچ فردی تلاش نکرده است سیستمی بسازد که توانایی کارکرد در خانه‌ی بیمار داشته باشد.

این ایمپلنت با جراحی در داخل مغز کاشته شده و دارای دو الکترود است که بالای ناحیه‌ی قشر حرکتی در مغز جاسازی شده‌اند. قشر حرکتی، قسمتی از مغز است که مسئول کنترل حرکات است.

این الکترودها به فرستنده‌ای‌‌ متصل شده‌اند که اندازه‌ای برابر ضربان‌ساز دارد و در سینه‌ی هانکه جاسازی شده است. این فرستنده می‌تواند به صورت بی‌سیم، با برنامه‌ی رایانه‌ای در ارتباط باشد که اطلاعات آن روی یک صفحه‌ی نمایشگر در مقابل هانکه نشان داده می‌شود. وقتی که هانکه به نمایشگر نگاه می‌کند، یک شکل مربعی می‌بیند که روی حروف حرکت می‌کند. وقتی مربع روی حرفی قرار گیرد که مد نظر هانکه است، او برای انتخاب آن حرف باید تصور کند که با دست راست خود روی آن کلیک می‌کند.

بدون شک او نمی‌تواند دست راست خود را تکان دهد؛ اما تنها با فکر کردن به آن، مغز همان سیگنال حرکت را تولید می‌کند. الکترود‌ها سیگنال را به فرستنده‌ای که در سینه‌ی او قرار دارد، می‌فرستند که از آنجا به برنامه‌ی رایانه‌ای منتقل می‌شود.

بعد از شش ماه تمرین، اکنون هانکه می‌تواند با دقت ۹۵ درصدی از سیستم استفاده کند. همزلو توضیح می‌دهد:

استفاده از سیستم هنوز به‌کندی انجام می‌گیرد، چون ساخت یک لغت چند دقیقه طول می‌کشد. با این حال بیمار با تمرین بیشتر می‌تواند سرعت عملکرد خود را بالاتر ببرد. او در ابتدا در عرض ۵۰ ثانیه، می‌توانست یک حرف را انتخاب کند؛ این زمان اکنون به ۲۰ ثانیه رسیده است.

بعضی از محققان در مورد جراحی کردن بیماران ابراز نگرانی کرده‌اند، با این حال هانکه می‌گوید در ارتباط برقرار کردن با دیگران، در بیرون از خانه و در جامعه اعتماد به نفس بیشتری دارد؛ به‌خصوص این‌که، قبلا در مکان‌هایی که نور طبیعی کم بود، سیستم ردیابی حرکت چشم به‌خوبی کار نمی‌کرد. او به همزلو گفته است:« حالا، وقتی که در بیرون هستم و سیستم ردیابی حرکت چشم بد کار کند، می‌توانم با دیگران ارتباط برقرار کنم. الان اعتمادبه‌نفسم بیشتر شده است و مستقل‌تر هستم.»

البته باید اشاره کنیم این سیستم در حال حاضر تنها بر روی یک بیمار آزمایش شده است. با این‌که کار کردن سیستم در خارج از آزمایشگاه و در خانه‌ی بیمار قدم بزرگی محسوب می‌شود؛ اما این امکان نیز کاملا وجود دارد که سیستم فوق برای بیمار یا بیماران دیگر کار نکند. پس بهتر است فعلا در خوش‌بینی خودمان محتاط باشیم.

هدف بعدی رمزی این است که با اضافه کردن الکترود‌های کاشته شده در مغز هانکه، سرعت سیستم را بالا ببرد. او در نظر دارد با استفاده از ۳۰ تا ۶۰ الکترود، زبان اشاره و گفتار درونی هانکه را با سرعت بیشتری رمز‌گشایی کند. او در این باره گفته است:

در این صورت بیمار قادر است با همان سرعتی کلمات را هجی کند که یک شخص کر و لال می‌تواند؛ هدف نهایی ما این است.