كان غيرت يان أوسكام يعيش في الصين في عام 2011 عندما تعرض لحادث دراجة نارية أصابه بالشلل من الوركين إلى أسفل. الآن ، مع مجموعة من الأجهزة ، أعاده العلماء السيطرة على الجزء السفلي من جسده.
قال السيد أوسكام في مؤتمر صحفي يوم الثلاثاء: “لقد كنت أحاول الوقوف على قدمي مرة أخرى لمدة 12 عامًا”. “الآن تعلمت المشي بشكل طبيعي.”
في دراسة نُشرت يوم الأربعاء في مجلة Nature ، وصف باحثون في سويسرا عمليات زرع توفر “جسرًا رقميًا” بين دماغ Oskam وحبله الشوكي ، متجاوزًا الأجزاء المصابة. مكّن هذا الاكتشاف أوسكام ، 40 عامًا ، من الوقوف والمشي وتسلق منحدر شديد الانحدار بمساعدة المشاة فقط. بعد مرور أكثر من عام على الزرع ، احتفظ بهذه القدرات وأظهر بالفعل علامات التعافي العصبي ، والمشي باستخدام العكازات حتى عندما تم إيقاف الزرع.
وقال جريجوار كورتين ، خبير الحبل الشوكي في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان ، والذي ساعد في قيادة البحث ، في إفادة صحفية: “لقد استوعبنا أفكار جيرت جان وترجمنا تلك الأفكار إلى تحفيز النخاع الشوكي لاستعادة الحركة الإرادية”.
وأضافت جوسلين بلوخ ، عالمة الأعصاب في جامعة لوزان التي زودت السيد أوسكام بالغرسة: “في البداية كان الأمر خيالًا علميًا بالنسبة لي ، لكن اليوم أصبح حقيقة”.
في العقود الأخيرة ، كان هناك العديد من التطورات في العلاج التكنولوجي لإصابات الحبل الشوكي. في عام 2016 ، قامت مجموعة من العلماء بقيادة د. كان كورتين قادرًا على استعادة القدرة على المشي إلى القرود المشلولة ، وساعد آخر رجلاً على استعادة السيطرة على ذراعه المعطلة. في عام 2018 ، ابتكرت مجموعة أخرى من العلماء بقيادة الدكتور كورتين طريقة لتحفيز الدماغ باستخدام مولدات النبضات الكهربائية ، مما يسمح للمصابين بالشلل الجزئي بالسير وركوب الدراجات مرة أخرى. في العام الماضي ، سمحت إجراءات تحفيز الدماغ الأكثر تقدمًا للأشخاص المصابين بالشلل بالسباحة والمشي وركوب الدراجة في غضون يوم واحد من العلاج.
خضع السيد أوسكام لإجراءات تحفيز في السنوات السابقة ، واستعاد بعضًا من قدرته على المشي ، ولكن في النهاية توقف تحسنه. في إيجاز صحفي ، قال السيد أوسكام أن تقنيات التحفيز هذه تركته يشعر وكأن هناك شيئًا غريبًا في الحركة ، مسافة غريبة بين عقله وجسده.
لقد غيرت الواجهة الجديدة ذلك ، فقال: “قبل أن يتحكمني التحفيز ، الآن أتحكم في التحفيز”.
في الدراسة الجديدة ، استفادت واجهة الدماغ والعمود الفقري ، كما أسماها الباحثون ، من وحدة فك ترميز الذكاء الاصطناعي لقراءة نوايا السيد أوسكام – يمكن اكتشافها كإشارات كهربائية في دماغه – ومطابقتها مع حركات العضلات. تم الحفاظ على مسببات الحركة الطبيعية ، من الفكر إلى النية إلى الفعل. الملحق الوحيد ، بحسب د. كورتين ، وصفه بأنه جسر رقمي يربط الأجزاء المصابة من العمود الفقري.
قال أندرو جاكسون ، عالم الأعصاب في جامعة نيوكاسل الذي لم يشارك في الدراسة: “إنها تثير أسئلة مثيرة للاهتمام حول الاستقلالية ومصدر الأوامر. أنت تستمر في طمس الخط الفلسفي بين ماهية الدماغ والتكنولوجيا. “
وأضاف الدكتور جاكسون أن العلماء في هذا المجال وضعوا نظريات على مدى عقود حول ربط المخ ومحفزات الحبل الشوكي ، لكن هذه هي المرة الأولى التي يحققون فيها مثل هذا النجاح في مريض بشري. قال من السهل القول ، أصعب بكثير.
لتحقيق هذه النتيجة ، قام الباحثون أولاً بزرع أقطاب كهربائية في جمجمة أوسكام والعمود الفقري. ثم استخدم الفريق برنامج التعلم الآلي لملاحظة أي أجزاء من الدماغ مضاءة أثناء محاولته تحريك أجزاء مختلفة من جسده. كان مفكك الشفرة هذا قادرًا على مطابقة نشاط أقطاب معينة مع نوايا معينة: تضاء إحدى التكوينات كلما حاول السيد أوسكام تحريك كاحليه ، وأخرى عندما حاول تحريك وركيه.
بعد ذلك ، استخدم الباحثون خوارزمية مختلفة لربط الغرسة الدماغية بالعمود الفقري ، والتي تم إعدادها لإرسال إشارات كهربائية إلى أجزاء مختلفة من جسده ، مما يتسبب في الحركة. كانت الخوارزمية قادرة على حساب الاختلافات الصغيرة في اتجاه وسرعة كل تقلص واسترخاء عضلي. ولأن الإشارات بين الدماغ والعمود الفقري تُرسل كل 300 مللي ثانية ، يمكن للسيد أوسكام تعديل استراتيجيته بسرعة بناءً على ما كان يعمل وما لم يكن كذلك. خلال العلاج الأول ، كان قادرًا على لف عضلات وركه.
خلال الأشهر القليلة التالية ، صقل الباحثون واجهة الدماغ والعمود الفقري لتتناسب بشكل أفضل مع الإجراءات الأساسية مثل المشي والوقوف. بدا السيد أوسكام بصحة جيدة إلى حد ما وتمكن من صعود السلالم والمنحدرات بسهولة نسبية ، حتى بعد شهور دون علاج. علاوة على ذلك ، بعد عام من العلاج ، بدأ يلاحظ تحسنًا واضحًا في حركته دون مساعدة واجهة الدماغ والعمود الفقري. وثق الباحثون هذه التحسينات في اختبارات تحمل الوزن والتوازن والمشي.
الآن يمكن للسيد أوسكام أن يتجول في منزله بدرجة محدودة ، والصعود إلى سيارته والنزول منها والتوقف عند البار لتناول مشروب. قال إنه شعر للمرة الأولى أنه كان في موقع السيطرة.
أقر الباحثون بالقيود المفروضة على عملهم. من الصعب التمييز بين النوايا الدقيقة في الدماغ ، وبينما تعد واجهة الدماغ والعمود الفقري الحالية مناسبة للمشي ، ربما لا يمكن قول الشيء نفسه لاستعادة حركة الجزء العلوي من الجسم. يعتبر العلاج أيضًا غازيًا ، ويتطلب عمليات جراحية متعددة وساعات من العلاج الطبيعي. لا يحل النظام الحالي جميع حالات شلل الحبل الشوكي.
لكن الفريق كان يأمل في أن تؤدي التطورات الإضافية إلى جعل العلاج ميسور التكلفة وفعالاً. قال الدكتور كورتين: “هذا هو هدفنا الحقيقي ، لجعل هذه التكنولوجيا متاحة في جميع أنحاء العالم لجميع المرضى الذين يحتاجون إليها.”