Beyin-omurilik arayüzü ile felçli hasta tekrar yürüyebilir
İsviçreli Gert-Jan için birçok felçli insanın rüyası gerçek oldu. Beyni ile omuriliği arasında iki bölge arasında dijital bir köprü görevi gören ve “düşünceleri eyleme dönüştüren” kablosuz bir arayüz sayesinde, felçli bacaklarının hareketi üzerinde bir miktar kontrol kazandı. 40 yaşındaki kişi yürüme yardımcıları sayesinde bir süre ayakta durabilir, yürüyebilir ve hatta merdiven bile çıkabilir. Hasta barda arkadaşlarıyla tekrar bira içebildiği için mutlu: “Bu basit zevk hayatımda önemli bir değişikliği temsil ediyor.”
İki elektronik sistem gereklidir
Beyinle iletişimi kesen ciddi omurilik yaralanmaları kalıcı felce neden olabilir. Lozan ve Grenoble’dan İsviçreli ve Fransız araştırma ekipleri, Stimo-BSI klinik çalışmasına katılan test deneğine yerleştirilen bir “beyin-omurga arayüzü” (BSI) aracılığıyla bu gerçek zamanlı iletişimi ilk kez geri yüklemeyi başardı. Bilim adamlarının “Nature” dergisinde Çarşamba günü yayınladığı bulgulara göre, on yıldır bir kaza sonucu kol ve bacaklarında felç olan Gert-Jan, hareketlerinde “doğal” bir kontrol duygusu kazanmayı başardı. bacakları.
Rapora göre dijital köprüyü oluşturmak için iki tür elektronik implant gerekiyor. Özel “Beyin Bilgisayar Arayüzü”nün (BCI) ilk kısmı, hastanın takkesindeki her biri 64 elektrotta nöronal aktiviteyi ölçen ve bunu taşınabilir bir bilgi işlem birimine ileten iki elektrokortikografi kurulumundan oluşur. Grenoble Üniversitesi’nden araştırmacılar, 2019’da böyle bir sistemi zaten sunmuştu. Bu şekilde oluşturulan verilere dayanarak, bilgisayar istenen hareketi hesaplar ve bunu, daha sonra gerçek zamanlı olarak ikinci implante edilmiş sisteme iletilecek olan stimülasyon komutlarına dönüştürür. Bir elektrik puls üreteci ve 16 küçük iletkenli bir elektrot dizisinin omurilikteki motor nöronları uyardığı ve kasları hedefli bir şekilde harekete geçirdiği arkada bulunur.
Beyin kayıtlarından gerçek zamanlı kod çözme
Lozan Üniversite Hastanesi’nden beyin cerrahı Jocelyne Bloch, ekibin ‘beynin bacak hareketlerini kontrol etmekten sorumlu bölgesine’ özel cihazlar yerleştirdiğini açıklıyor. Fransız Nükleer Enerji Araştırma Merkezi (CEA) tarafından geliştirilen bu implantlar, “yürüdüğümüzü sandığımız anda beynin ürettiği elektrik sinyallerini çözmeyi mümkün kıldı. Buna bağlı bir nörostimülatör de yerleştirdik”.
CEA’da BCI proje yöneticisi Guillaume Charvet, “Uyarlanabilir yapay zeka yöntemlerine dayalı algoritmalar sayesinde, hareket niyetlerinin kodu beyin kayıtlarından gerçek zamanlı olarak çözülür” diye açıklıyor. Bu niyetler daha sonra “elektriksel omurilik stimülasyon dizilerine dönüştürülür.”
“Dijital omurilik onarımı – yeni sinir bağlantılarının geliştirilmesi”
Yazarlara göre, BSI dakikalar içinde kalibre edilebilir ve evde bağımsız olarak kullanıldığında bile bir yıllık gözlem süresi boyunca güvenilir bir şekilde işlev görebilir. Dijital köprü ile desteklenen rehabilitasyon, Gert-Jan’ın kaza sonrası kaybettiği nörolojik fonksiyonlarına kavuşmasını sağladı. Araştırmacılara göre, dijital köprü kapatıldığında bile “duyusal algısında ve motor becerilerinde önemli gelişmeler” gösterebildiler. Bu “dijital omurilik onarımı”, “yeni sinir bağlantılarının geliştiğini” öne sürüyor.
Çalışmadan önce hasta, elektriksel omurilik stimülasyonu kullanan beş aylık bir nörorehabilitasyon programına katılmıştı. Bununla birlikte, teknolojiyi bağımsız olarak yaklaşık üç yıl kullandıktan sonra, rehabilite edici bir düzeye ulaştı. Yani başka bir gelişme olmadı. Bu Gert-Jan hikayesi BSI’nın kurulumunu hızlandırmış olsa da, araştırmacılar diğer paydaşlar için bir dijital köprü uygulamanın önünde büyük engeller öngörmüyorlar.
Nörolojik bozuklukların tedavisi için “iPhone anı”, aynı zamanda endişe verici
Ecole polytechnique fédéral de Lausanne’deki (EPFL) sinirbilimciler Bloch ve Grégoire Courtine, teknolojinin şimdiye kadar yalnızca bir kişi üzerinde test edildiğini kabul ediyor. Ancak, benzer bir stratejinin gelecekte “kol ve el işlevini eski haline getirmek için de kullanılabileceğini” düşünüyorlar. Prensip olarak arayüz, inme nedeniyle felç gibi diğer klinik endikasyonlar için de kullanılabilir. Araştırmacılar şöyle yazıyor: “Beyin ve omurilik arasındaki dijital köprü kavramı, nörolojik bozukluklara bağlı motor bozuklukların tedavisinde yeni bir çağın habercisi.”
Science Media Center’ın (SMC) görüştüğü uzmanlar, abartılı umutlara karşı uyarıda bulunuyor. Bayreuth Ortopedi ve Parapleji Kliniği başhekimi Rainer Abel, araştırmacıların “birkaç alanda ilerleme kaydettiğini” söylüyor. Anahtar özellik, “her şeyin gerçek zamanlı olarak çalışması” dır. Önceden, test edilen kişilerin bir şey hakkında çok düşünmesi ve ona odaklanması gerekiyordu. Burada motor korteksteki hareket görüntüleri doğrudan tanınır ve iletilir. Hasta “olağanüstü disiplinli” ve risk almaya istekli olmasına rağmen, “biraz iPhone anıydı”. Viyanalı biyomedikal bilim adamı Winfried Mayr, yalnızca “muhteşem” tek bir vaka olsa bile “umut verici bir prototip çözümden” bahsediyor.
(Resim: EPFL)
Heidelberg Üniversitesi Paraplejiyoloji Kliniği’nin tıbbi direktörü Norbert Weidner, diğer konulara aktarılabilirliğin kanıtlanmasının hala çok uzak olduğuna dikkat çekiyor. Açıklamalarına göre, çalışma on hasta için tasarlandı. Eserden neden sadece birinin anlatıldığı anlaşılamamaktadır. Gert-Jan ayrıca bacaklarından ortopedik ameliyat geçirdi, bu da daha stabil yürüme ve ayakta durma işlevine yol açabilir. Bildirilen etkilerin diğer felçli kişilere ve hatta diğer nörolojik hastalıkları olan hastalara aktarılıp aktarılamayacağını ve ne ölçüde aktarılabileceğini güvenilir bir şekilde belirtmek mümkün değildir.
(bme)
Haberin Sonu