سمحت زراعة الدماغ للقرود المشلولة بالسير مرة أخرى

على مدى عشر سنوات ، يدرس عالم الأعصاب ، جريجور كورتين ، إمكانية استعادة النشاط الحركي للرئيسيات المشلولة بإصابات الحبل الشوكي. لإجراء البحث ، يجب على العالم أن يسافر بانتظام من سويسرا إلى الصين ، حيث يضع التجارب على الرئيسيات. المشكلة هي أنه لا في الولايات المتحدة ولا في أوروبا لا يمكن إجراء مثل هذه الدراسات - فهي محظورة.

نشر أحد المتخصصين في فريقه هذا الأسبوع نتائج التجارب العملية التي كانوا يجرونها في مختبر في بكين طوال الوقت. طور العلماء زراعة لاسلكية للدماغ تنقل الإشارات إلى أقطاب كهربائية مزروعة في عضلات أرجل الحيوانات. ونتيجة لذلك ، تمكنت الرئيسيات ذات الضرر الكبير في النخاع الشوكي من المشي مرة أخرى.

"أظهر هذا الفريق من العلماء أن الحيوانات تحصل مرة أخرى على فرصة للتحرك بالتنسيق الطبيعي للحركات. إنها مهمة كبيرة "، - قال جوراف شارما، عالم الأعصاب الذي يعمل مع مرضى الشلل، واستعادة وظيفة الحركة الأيدي.

بعد التحسين ، قد تكون التكنولوجيا التي طورها عالم سويسري قادرة على مساعدة الأشخاص الذين يعانون من تلف الحبل الشوكي على المشي مرة أخرى ، أو على الأقل القيام ببعض حركات القدم. حصل جريجور كورتين على موافقة اثنين من المتطوعين لتثبيت مثل هذا النظام في أجسامهم.

قال المهندس الحيوي تشاد بوتون من معهد فاينشتاين في نيويورك: "تساعد الدراسة على فتح مسارات جديدة للبحث السريري ورعاية المرضى الإلكترونية الحيوية المشلولة". بالمناسبة ، في أبريل من هذا العام ، قام علماء من المعهد المذكور بتركيب غرسة لمريض يعاني من كسر في العمود الفقري. حصل على فرصة لتحريك يده ، والتقاط الأشياء معها ولعب Guitar Hero. جنبا إلى جنب مع الزرع ، تلقى المريض كم بأقطاب كهربائية. ترسل هذه الأقطاب الكهربائية نبضات كهربائية إلى ذراع المريض. يتم إرسال النبضات بدقة إلى تلك العضلات المسؤولة عن حركات الإمساك للأصابع واليدين.


أجرى العلماء السويسريون لفترة طويلة تجارب على الفئران المعملية ، ثم انتقلوا إلى الرئيسيات. وفقا لكورتين ، تظهر القرود عن نفس رد الفعل لعمل نظام طوره العلماء مثل الفئران. أولاً ، درس الفريق حركة الإشارات الكهربائية من الدماغ إلى أرجل القرود ، وأجرى "رسم خرائط" للإشارات والعضلات الكهربائية. كما درسوا بعناية الحبل الشوكي في الجزء السفلي من العمود الفقري ، والذي يستقبل تقريبًا جميع الإشارات الكهربائية للدماغ قبل أن تنتقل إلى العضلات. وبعد كل هذه العملية ، قام العلماء بإعادة إنتاج إرسال الإشارات الكهربائية في الرئيسيات مع تلف الحبل الشوكي.

تم زرع القرود بأقطاب كهربائية دقيقة في الدماغ ، قادرة على نقل الإشارات الكهربائية للدماغ إلى نظام خاص يقوم بفك تشفير البيانات ويمررها. لاسلكيا ، يتم إرسال هذه الإشارات إلى جهاز يولد إشارات كهربائية محددة يتم إرسالها إلى الأطراف السفلية للحيوانات. ونتيجة لذلك ، تعلمت الحيوانات المشي مرة أخرى وتحركت بشكل جيد.

قال العالم الذي شاهد العديد من حالات الاستعادة الفاشلة للوظائف الحركية في الرئيسيات والبشر: "صرخ الفريق بأكمله بفرح عندما رأوا كل هذا". حتى الآن ، لا يمكن وصف تنسيق الأطراف السفلية بأنه مثالي ، لكن الجهد الذي بذلته الحيوانات على الساقين يتوافق مع وزنها. وبعبارة أخرى ، لا يسقط الحيوان ، الذي يقف على مخالبه ، والأطراف لا تنحني.



حقق علماء الأعصاب الآن نجاحًا كبيرًا في إنشاء الأطراف الاصطناعية. كل هذا أصبح ممكنا بفضل تطوير التكنولوجيا الحديثة. على سبيل المثال ، في هذا العام ، تلقت جودي أوكونيل بونكوس ، التي فقدت ذراعها منذ 30 عامًا تقريبًا ، نوعًا جديدًا من الأطراف الاصطناعية التي يمكنها اكتشاف حتى أضعف إشارة من النهايات العصبية. يمكن للأطراف الاصطناعية أداء جميع الحركات التي فكر المالك فيها تقريبًا.

يدرك طرف اصطناعي من نوع جديد أنه يجب تنشيط هذه الإشارة الكهربائية بواسطة الأصابع ، وهذا - بواسطة الرسغ. ونتيجة لذلك ، يعمل الذراع الاصطناعي وفقًا لأفكار المستخدم. إذا قرر أخذ شيء ما في يده ، فإن الطرف الاصطناعي يستجيب تلقائيًا للإشارة. إذا أراد مالك الطرف الاصطناعي تصحيح الشعر ، فإن النظام يحقق نية المالك. تعمل الأطراف الاصطناعية الإلكترونية ل Coapt متزامنة مع الطرف الآخر ، بحيث يمكن تنفيذ الإجراءات المنسقة بكل من اليد الأصلية والاصطناعية.

إصابات الحبل الشوكي مشكلة أكثر تعقيدًا يحاول العلماء حلها بدرجات متفاوتة من النجاح لحلها لسنوات عديدة. أما بالنسبة لكورتين ومتطوعيه ، فلم يقوموا حتى الآن بزراعة أقطاب كهربائية في الدماغ ، ولكنهم قاموا فقط بتركيب نظام يرسل إشارات إلى عضلات الساقين. وهكذا ، لا يمكن للمرضى التحكم في أرجلهم ، حيث يرسل العلماء الإشارات "عبر الهواء". يعمل المتخصصون الآن على التشغيل الصحيح للجهاز ، وبعد ذلك يخططون لاستخدام زراعة الدماغ للبشر.

كما ذكرنا سابقًا ، فإن التجارب على العلماء السويسريين معقدة بسبب التشريعات الأوروبية. لذلك لا يزال يتعين على كورتين وفريقه السفر إلى الصين بانتظام لمواصلة السلسلة التجريبية مع الرئيسيات.

دوى: 10.1038 / الطبيعة .2016.20967

Source: https://habr.com/ru/post/ar399023/