Κίνησαν ρομποτικό χέρι με τη σκέψη

Χρησιμοποιώντας απλώς της σκέψη τους, δηλαδή την εγκεφαλική δραστηριότητα, δύο παράλυτοι κατάφεραν να κινήσουν ένα ρομποτικό χέρι, να πιάσουν με αυτό ένα πλαστικό μπουκάλι με καφέ και να το μετακινήσουν ώς τα χείλη τους. Η ανακοίνωση της επιτυχημένης δοκιμής σηματοδοτεί μία νέα εποχή για την αντιμετώπιση των προβλημάτων που προκαλεί η τετραπληγία σε βασικές, καθημερινές λειτουργίες.

Οι συμμετέχοντες στη μελέτη, η Κάθι και ο Μπομπ, είχαν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο πριν από 15 χρόνια, το οποίο είχε προκαλέσει βλάβη στο εγκεφαλικό στέλεχος και τους «κληροδότησε» μία τετραπληγία, αλλά και βλάβη στον λόγο, καθώς δεν μπορούν να μιλήσουν. Νευροχειρουργοί εμφύτευσαν μικροσκοπικά τσιπάκια, σε ένα τμήμα του εγκεφάλου που ονομάζεται κινητικός εγκεφαλικός φλοιός και κατέγραψαν τα νευρωνικά σήματα που συνδέονταν με την πρόθεση βάδισης.

«Ενα εμφύτευμα που τοποθετήθηκε στον εγκέφαλο της Κάθι από το 2005 συνέδεε ασύρματα τη σκέψη της με το μηχανικό χέρι. Η δοκιμή έγινε τον Απρίλιο του περασμένου έτους και βιντεοσκοπήθηκε, όταν η Κάθι κατάφερε με τη σκέψη της να πιάσει με το μηχανικό χέρι το μπουκάλι με τον καφέ και να το φέρει με επιτυχία στα χείλη της», εξηγεί ένας εκ των δύο υπευθύνων της έρευνας ΒrainGate2, Λέιτ Χότσμπεργκ, νευροχειρουργός στο Πανεπιστήμιο Πρόβιντενς, στο Ρόουντ Αϊλαντ των ΗΠΑ. «Επινε και χαμογελούσε από ευτυχία. Ποτέ δεν θα ξεχάσω αυτό το χαμόγελο», λέει ο ίδιος.

Ο Μπομπ εμφύτευσε και αυτός στον εγκέφαλό του ένα τσιπάκι, πέντε μήνες πριν από το πείραμα. Το τσιπ περιλάμβανε περίπου 100 ηλεκτρόδια σε μέγεθος τρίχας και η δουλειά του ήταν να αναμεταδίδει τα σήματα από τους νευρώνες στον κινητικό φλοιό. Οι επιστήμονες ζήτησαν από τους δύο εθελοντές να φανταστούν ότι κινούν έναν ρομποτικό χέρι που εκτελούσε προγραμματισμένες κινήσεις. Η μετάδοση των εγκεφαλικών σημάτων που δημιουργούνταν από τη σκέψη, ήταν και μία εντολή για μία συγκεκριμένη κίνηση που έπρεπε να εκτελέσει το ρομποτικό χέρι (όπως το επάνω, το κάτω, το δεξιά ή το αριστερά). Επιπλέον, ο υπολογιστής με τον οποίο ήταν συνδεδεμένο το σύστημα, μπορούσε να «διδαχθεί» να κινεί τον ρομποτικό βραχίονα σύμφωνα με τα όσα όριζαν τα εγκεφαλικά σήματα των τετραπληγικών.

ΔΥΟ ΣΥΣΚΕΥΕΣ. Τα ρομποτικά χέρια που χρησιμοποιούνται σε αυτές τις περιπτώσεις είναι δύο. Το DEKA Arm System, το οποίο αναπτύσσεται σε συνεργασία με τον αμερικανικό στρατό, και ένα πιο «βαρύ» σύστημα που αναπτύσσεται από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο.

Στο πλαίσιο των κλινικών δοκιμών, οι εθελοντές έπρεπε να πιάσουν ένα ελαφρύ μπαλάκι από αφρώδες υλικό σε 30 δευτερόλεπτα. Ο Μπομπ που χρησιμοποιούσε την τεχνολογία του συστήματος DEKA, διεκπεραίωσε την αποστολή του στο 62% των δοκιμών. Το ίδιο χρησιμοποίησε και η Κάθι, αλλά είχε ποσοστό επιτυχίας 46%. Στη δεύτερη δοκιμή που αφορούσε το δοχείο του καφέ και στην οποία συμμετείχε μόνο η Κάθι, κατάφερε να πιει καφέ με καλαμάκι από το δοχείο τις τέσσερις στις έξι φορές που προσπάθησε. Σύμφωνα με τον δρα Τζον Ντόνογκ, διευθυντή του Ινστιτούτου για τις Επιστήμες του Εγκεφάλου στο Πανεπιστήμιο Μπράουν στο Ρόουντ Αϊλαντ, «τα αποτελέσματα σηματοδοτούν ένα σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη συσκευών υποβοήθησης που θα ελέγχονται άμεσα μέσω της σκέψης. Μελλοντικά ένας τέτοιος ρομποτικός βραχίονας θα μπορεί να είναι ενσωματωμένος στο αναπηρικό αμαξίδιο», σημείωσε ο ειδικός στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature», όπου χθες δημοσιεύτηκαν τα αποτελέσματα της μελέτης.

Στο μεταξύ, η ερευνητική ομάδα συνεχίζει να συλλέγει εθελοντές για τη δοκιμή BrainGate2, ώστε να καταφέρει να αποδείξει εάν η διαδικασία εμφύτευσης των τσιπ για μετάδοση απομακρυσμένων σημάτων μέσω του εγκεφάλου είναι ασφαλής. Μέχρι στιγμής επτά άτομα έχουν δεχθεί το εμφύτευμα και δεν είχαν κάποια παρενέργεια. Τελικός στόχος του πειράματος είναι να συνεργαστούν με 15 άτομα που έχουν αναπηρία λόγω εγκεφαλικού ή εξαιτίας νευροεκφυλιστικών παθήσεων, όπως η αμυοτροφική πλάγια σκλήρυνση, ή εξαιτίας τραυματισμών του νωτιαίου μυελού.

ΤΟ ΕΠΟΜΕΝΟ ΒΗΜΑ. Στο μέλλον οι ειδικοί δηλώνουν πως θα ήθελαν η σκέψη να χρησιμοποιείται για την «επανενεργοποίηση» μυών σε παράλυτους, η οποία θα γινόταν με τη βοήθεια εμφυτεύσιμων ηλεκτρικών συσκευών. Ο δρ Ντόνογκ, μάλιστα, βρίσκεται στη διαδικασία ανάπτυξης ενός τέτοιου συστήματος και έχει ήδη προχωρήσει και στη δοκιμή του σε εθελοντή.