برای نخستین بار: احیای مصنوعی حس لامسه

ما جهان‌‌مان را با سرانگشتان‌مان معنی می‌‌کنیم. لمس یک چیز، گاه می‌تواند اهمیتی هم‌سنگ دیدن داشته باشد و نگذارد اشیای ظریف پیرامون‌مان را بشکنیم، و یا که وقتی یک فنجان داغ قهوه را برداشته‌ایم، حواس‌مان جمع گرفتن‌اش باشد. حال، برای نخستین بار، یک فرد معلول که دست چپ‌اش را از دست داده بوده، به لطف یک عضو مصنوعی تازه توانسته احساسی شبه‌طبیعی از حس لامسه را تجربه، و به‌نحوی احیاء کند.

"نمی‌فهمیدم اصلاً امکان چنین کاری هم می‌تواند وجود داشته باشد"؛ این را دنیس آبو سورنسن می‌گوید، که تاکنون تنها کاربر این عضو مصنوعی بوده. "احساس‌اش خیلی شبیه به حسی‌ست که با دست معمولی‌ات اشیاء را لمس می‌کنی".

سیلوسترو میسه‌را، از مؤسسه فدرال فناوری در شهر لوزان سوئیس و همکارانش، برای احیای حس لامسه‌ سورنسن، الکترودهای ریزی را درون اعصاب زند زبرین و میانی بازوی وی کار گذاشتند؛ چراکه اعصاب میانی دست – که تا انگشتان اشاره و وسطی امتداد می‌یابد – بخش اعظم داده‌های حسی دست، از جمله کف دست را انتقال می‌دهند.

گروه، سپس الکترودها را از طریق کابل‌هایی که در خارج از دست سورنسن تعبیه شده بودند، به حسگرهای فشار متصل به انگشتان و کف یک دست مصنوعی روبوتیک اتصال دادند. لذا وقتی‌که‌ سورنسن از این دست برای برداشتن یک شیء استفاده می‌کرد، سیگنال‌های الکتریکی فرستاده‌شده توسط بالشتک‌های فشاری، مستقیماً راهی شبکه اعصاب وی می‌شدند و حسی از نوع لامسه را برایش امکان‌پذیر می‌کردند.

این سیگنال‌ها طوری تنظیم شده بودند که سورنسن امکان دریافت دامنه‌ای از حواس دریافتی، از یک احساس نرم لامسه گرفته تا فشار شدیدی در آستانه درد را – بسته به شدّت گیرندگی اشیاء – احساس کند. به‌گفته وی، این احساس، خیلی طبیعی و حتی نزدیک به احساسی بوده که او با دست سالم‌اش تجربه می‌کرد – آنقدر که در واقع او می‌توانست اشیای مختلف را صرفاً از طریق قوه لامسه دست مصنوعی‌اش از هم تشخیص بدهد. مثلاً او در نود درصد موارد می‌توانست فرق بین یک پارچه پشمی، یک فنجان پلاستیکی، و یک تکه چوب را – با چشمان بسته – تشخیص بدهد.

برای سورنسن، اطلاع از اینکه با چه شدتی یک شیء را بگیرد، اهمیت زیادی داشته و دارد. "با دست مصنوعی‌ای که فعلاً دارم [نه این دست جدید]، همیشه باید مراقب باشم که چطور از آن استفاده می‌کنم"؛ چراکه در غیاب حس لامسه – به‌عنوان یک راهنمای بازدارنده –  برداشتن یک قاچ میوه هم می‌تواند دردسرساز باشد. "این‌‌یکی [دست مصنوعی] وسیله فوق‌العاده‌ای‌ست. اگر می‌توانستم، از همین فردا، یکی‌اش را برای خودم تهیه می‌کردم".

اما مطابق قوانین ناظر بر استفاده از الکترودهایی که با جراحی کار انداخته شده‌اند، سورنسن مجبور است که پس از گذشت ۳۰روز، استفاده از آن را کنار بگذارد. گروه میسه‌را، پیش از عرضه‌ی بالینی این محصول، می‌باید استفاده از آن را در بلندمدت هم امتحان کنند. در واقع از چالش‌های پیش رو، یکی همین‌ است که باید مطمئن شد الکترودهای به‌کاررفته، با گذشت مدّتی طولانی از استقرارشان نیز کماکان کار می‌کنند. به‌گفته میسه‌را، در تجربه اول، نتایج امیدبخش بوده؛ چراکه با گذشت ۳۰ روز، نود درصد الکترودها کماکان فعال‌ مانده‌اند.

در همین اثناء، داستین تایلر، از دانشگاه کیس‌وسترن‌رزرو شهر کلیولند اوهایو نیز عملاً نشان داده که با روشی نسبتاً مسالمت‌آمیزتر هم می‌توان عمر حس لامسه‌ مصنوعی را تا ۱۸ماه افزایش داد. گروه تایلر، به جای تزریق مستقیم الکترودها، حلقه‌ای از آنها را – به شکل یک «آستین» – در اطراف رشته اعصاب بازوی دو فرد معلول از ناحیه دست تعبیه کردند که باز تا حدّی منجر به احیای حس لامسه‌شان شد. این شبه‌آستین‌ها هم عملکردی مشابه الکترودهای تزریقی سورنسن دارند؛ اما ازآنجاکه مستقیماً به سلسله‌ی اعصاب بدن وارد نمی‌شوند، محتاج دامنه‌ی بیشتری از نوسانات الکتریکی در جریان القایی هستند تا تحریک لازمه میسّر شود. به‌گفته میسه‌را، همین مسأله باعث می‌شد حواس حاصله در این دو فرد معلول، کمی خشن‌تر از تجربه سورنسن باشد.

تایلر هم قبول دارد که تحریک فیبرهای منفرد الکتریکی در سلسله‌ اعصاب، به خلق درجات نرم‌تری از حس لامسه منجر می‌شود. به لحاظ نظری، می‌توان با تحریک دقیق فیبرهای عصبی مربوطه، احساسی دقیقاً شبیه یک عضو طبیعی را در عضوی مصنوعی آفرید – و بدین‌وسیله نه‌تنها نوسانات نرم حس لامسه، بلکه احساس گرما و سرما و درد را هم بازسازی نمود. با این‌همه، چنین کاری چالشی‌تر است؛ چراکه به‌گفته تایلر، فیبرهای حامل این سیگنال‌ها، فوق‌العاده ریز هستند.

مطالعات اخیر حکایت از این دارند که بوزینه‌ها هم از طریق سیگنال‌های الکتریکی ناشی از یک عضو مصنوعی متصل به مغزشان، می‌توانند حس لامسه را مجدداً تجربه کنند. اما شروع این فرآیند از طریق اعصاب دست، این مزیت را دارد که می‌‌توان مستقیماً از ورودی‌های دریافتی معمول مغز استفاده کرد، تا مغز تفسیری طبیعی‌تر از این سیگنال‌های دریافتی ارائه کند. به قول میسه‌را، "در اینجا دیگر مغز را دارید که مابقی کار را خودش برایتان انجام می‌دهد".

به‌گفته گرگ کلارک، از دانشگاه یوتا در شهر سالت‌‌لیک‌سیتی، رهیافت میسه‌را، به لحاظ مفهومی، شبیه نحوه‌ی کارکرد گذاشتن ایمپلنت مصنوعی در قسمت حلزون گوش درونی ا‌ست که برای ده‌ها هزار نفر امکان شنیدن را میسّر کرده. حلزون‌های مصنوعی هم فیبرهای عصبی را دقیقاً به همان نحوی تحریک می‌کنند که اصوات محیط پیرامون‌مان حلزون طبیعی گوش را تحریک می‌‌کنند. او در این‌باره می‌گوید: "برای عملیاتی کردن این رهیافت، لازم نیست رمزی که مغز از طریق آن دست به تفسیر شنیده‌ها می‌زند را دانسته باشیم. کافی‌ست داده‌های ورودی اصلی را مهیّا کنیم. مغز بعداً همین داده‌ها را به همان طریقی تفسیر می‌کند که که قبلاً می‌کرده".

با تکرار همین فرآیند، این‌بار برای داده‌های حسی برآمده از پوست و ماهیچه‌ها، ما هم‌اینک در مسیر احیای چیزی بیش از شنوایی صرف هستیم. به‌گفته کلارک، این کار نه‌تنها عواید علمی‌ای را برای‌مان به دنبال خواهد داشت، بلکه صراحتاً به افراد معلول هم کمک می‌کند تا باز همه‌چیز را دوباره احساس کنند.

منبع: NewScientist

تصاویر از: از پاتریزیا توچی