הגילוי המדהים של שליטה באיברים תותבים על ידי המוח

דמיינו לעצמכם שביום בהיר אחד, אתם מתעוררים בבוקר כרגיל, הולכים לעבודה ונקלעים לסיטואציה נוראית בה מישהו יורה בכם מאחור. אתם מגיעים לבית החולים, שם מבשרים לכם כי אתם טטרפלגיים – משותקים מהצוואר מטה, וכעת אתם צריכים להסתגל לאורח חיים חדש.

אריק סורטו, בן 32 הוא האדם שנורה מאחור, ונשאר משותק מצווארו ומטה. אריק החליט כי הוא מוכן להשתתף בניסוי אשר יראה האם יש דרך לשלוט באיבר תותב (במקרה שלו- יד רובוטית) באמצעות אותות מוחיים. לאחר ההתאוששות מהמקרה- 12 שנים לאחריו, החליט אריק כי מוכן להשתתף במחקר מדעי שיתרום לעולם הרפואה וטכנולוגיה- עולם הפרוסתטיקה. תותב/פרותזה, הוא אביזר מכני התופס את מקומו הפיזי של איבר אשר חסר בגוף, ומבחינה תפקודית ממלא, באופן מלא או חלקי, את תפקידו של האיבר החסר- תותב יכול להיות אביזר טכנולוגי מסייע או גם אביזר קוסמטי.

במאמר הפורסם ב2015, מתואר ניסוי אותו ביצע טייסון אפללו (Tyson Aflalo), במהלך הניסוי אותו ביצעו, הושתלו במוחו של סורטו שני מערכי אלקטרודות לקורטקס הקודקודי האחורי. הקורטקס הוא אזור במוח שמהווה את השכבה החיצונית של המוח הגדול, הקורטקס אחראי על עיבוד המידע שמגיע אליו מהחושים, ועל שליחת פקודות מוטוריות לשרירי השלד.)

קליפת המוח הקודקודית האחורית היא אזור במוח שתפקידו העיקרי הוא תכנון תנועות ושליטה על פעולות מוטוריות (תנועתיות) ותפיסה מרחבית של אובייקטים- כלומר, היכולת לזהות, לתפוס ולעבד מידע הנוגע לצורתם ומיקומם של הגירויים במרחב. קליפת המוח הקודקודית מקבלת מידע חושי מכל אזורי הגוף ומעבדת אותו אל אותות חשמליים שיגיעו אל השרירים בגוף דרך חוט השדרה ולבסוף תתקבל פעולה פיזית רצויה. זהו איזור שהוא על התפר של חישה ותנועה, אך מתמקד יותר בתפקוד ותכנון התנועה, לכן, יכול להיות שהוא יותר יעסוק בתכנון התנועה והמטרה של התנועה, ולא בפרטי הפרטים של איזה שריר להפעיל. מסיבה זו זה יוצא דופן שהחוקרים בחרו בו (ולא למשל בקורטקס המוטורי הראשוני שנותן את הפקודות המוטוריות לשרירים).

כל מערך אלקטרודות שהושתל במוחו של סורטו היה באורך של 4 מ"מ, ותפקידו היה לתעד ולהציג את הפעילות החשמלית במוחו באזרוים אליו הושלתו. האלקטרודות נשארו במוחו כשנתיים ובזמן זה הצוות תיעד את דפוסי הפעילות החשמלית מכל נוירון (תא מוחי) בעוד שסורטו מדמיין ביצוע תנועות ידיים ועיניים הקשורות לתנועה פיזית של תפיסת אובייקטים.

התוצאות מהניסוי היו שאפילו רק כאשר סורטו דמיין תנועה של הידיים שלו, היו אזורים ספציפיים בתוך איזור ה-PPC אשר הפעילות החשמלית בהם עלתה והתקבלה פעילות נוירונלית גבוהה במוח. לדוגמא, נוירונים מסוימים היו פעילים כשסורטו דמיין שהוא מעביר את היד הימנית שלו לפה, או בנוסף, הייתה פעילות נוירונלית במוחו כאשר חשב להעביר את ידו השמאלית אל הסנתר או אוזן ולגעת בהם.

חלק מהנוירונים היו אחראיים לפעילות חשמלית למען מטרה המיועדת – שהתנועה המתוכננת תתבצע בעזרת שליחת אותות חשמליים, ונוירונים אחרים הראו פעילות חשמלית במסלול התנועה לדוגמא בזמן שסורטו רצה להגיע למשהו שמונח מעל בית השחי שלו ומשהו שמונח מתחת לבית השחי שלו. בנוסף, חלק מהנוירונים הגיבו רק כאשר סורטו דמיין שהוא מזיז את אחת מזרועותיו, מידע זה עשוי לתרום לחלק במחקר שמבדיל בין תזוזה של יד שמאל ליד ימין בו-זמנית.

במהלך הניסוי, צוות החוקרים שלח את המידע מן האלקטרודות המושתלות אל מחשב שתרגם את הפעילות החשמלית במוחו של סורטו בעת דמיון תנועה להוראות (ממוחשבות כמובן) להזזת יד רובוטית נפרדת מהגוף.

כאשר חיברו לסורטו את היד הרובוטית, הוא הצליח בעזרת חשיבה בלבד על תנועה לבצע אותה, הוא לחץ ידיים לאנשים, הצליח לשחק "אבן נייר ומספריים", להפעיל בלנדר ואפילו לשתות כוס בירה. כל זה בעת שהוא משותק מצווארו ומטה, ועדיין הצליח בעזרת חשיבה בלבד לשלוט על תנועה פיזית של האיבר הטכנולוגי המחובר לגופו.

המידע העולה מן הניסוי הוא שמוחנו הנפלא אכן יכול לשלוט בתנועה בצורה נדירה ואף ישנו קשר בין מחשבה ודמיון של הזזת היד שלנו מימין לשמאל לבין הזזה פיזית של היד מימן לשמאל. בעזרת מחשבה בלבד על תנועה מסויימת, יכול המוח לגבש מספיק מידע חשמלי כדי באמת להזיז את האיבר הרובוטי הרצוי ולגבש תזוזה פיזית רצויה ונשלטת.

הצעד הבא במחקר עולם האיברים הרובוטיים הוא החזרת חוש המישוש לאנשים כמו אריק סורטו שמשותקים בכל גפיהם. כאשר אדם יוכל לקלוט חושים מאיברים רובוטיים, תכנון התנועה יהיה מוצלח יותר כיוון שהאדם יוכל לדייק את התנועה המתכוננת ולכוון אותה בצורה יעילה וטובה יותר בעזרת החושים שמתקבלים מן הסביבה.

המאמר

סרטון המראה את אריק סורטו מפעיל את היד הרובוטית