مشروع علمي: التحكم ذهنياًً في الأطراف الاصطناعية للجسم

تعرف نسبة المسنين في ألمانيا تزايداً مضطرداً. ومعها يرتفع مستوى الحاجة إلى وسائل تقنية طبية حديثة، خاصة وأن المسنين لا يفلحون جميعهم في الوصول إلى مرحلة الشيخوخة المتقدمة دون مصاعب صحية. فعشرات الآلاف منهم يحتاجون مع مرور الوقت إلى أجهزة ضبط نبضات القلب وإلى مفاصل ورك اصطناعية أو يحتاجون لزرع إلكترودات في المخ لعلاج بعض الأمراض النفسية والعصبية أو لأرجل وأطراف اصطناعية.

ويعتبر قطاع هندسة التقنيات الطبية، الذي تصل قيمة مبيعاته إلى 21 مليار يورو سنويا سوقاً واعدا بالنسبة للشركات الجديدة التي تستثمر في هذا الميدان. كما هو الشأن بالنسبة لشركة  SNAP التي يوجد مقرها في مدينة بوخوم. هذه الشركة التي تأسست عام 2010 كمؤسسة للبحث العلمي، تعمل على تطوير تقنية جديدة للاستشعار بهدف توجيه أطراف الجسم الاصطناعية عن طريق الإشارات الدماغية.

ومن أجل تمويل أوليّ لهذا المشروع العلمي الطموح، حصلت شركة SNAP 1.5 على مليون يورو من الصندوق الاجتماعي للاتحاد الأوروبي. ويبدو أن أموال الدعم هذه، لن تذهب سدى بالنظر إلى اهتمام العديد من المستشفيات والشركات المصممة للأطراف الاصطناعية بهذه التقنية المتطورة. ويوجد مقر مؤسسة SNAPفي مركز الطب الحيوي بمحيط جامعة الرور في بوخوم.

رصد وتجميع البيانات

في أكبر غرف هذا المركز الطبي توجد محطة الاختبارات التي تعتبر القلب النابض لمؤسسة SNAP. وتعرف هذه الغرفة حركة دءوبة للأشخاص المشاركين في التجارب. بعضهم يمتطي أجهزة الركض وهم مرتبطون بأسلاك استشعارية. وعلى بعد مترين منهم، تجلس أسترا كولمان، أحد أعضاء الفريق التقني المشرف على هذا المشروع، أمام شاشتها تراقب عن كثب البيانات المنقولة على شاشة الكمبيوتر. ويتم نقل هذه البيانات عن طريق دمج لوحات لقياس الضغط في أجهزة الركض التي تسجل كل خطوة قبل أن تحيلها على مركز تجميع البيانات في الكمبيوتر. وتوضح أسترا كولمان أنه يتم "قياس شدة ضغط القدم، ورصد كيفية نزولها على الحزام المطاطي لجهاز الركض وزاوية تحركها وطريقة سحبها".

أوامر دماغية للمشي

وعلاوة على ذلك يرتدي الأشخاص المشاركون في التجارب غطاء للرأس يتوفر على 17 إلكتروداً. وهو ما يسمح لنظام المسح بتسجيل نشاط الدماغ  بالموازاة مع رصد حركات المشاركين. ويوضح ذلك مدير المشروع البروفسور هارتموت فايغلت الذي يقول: "هذه الإلكترودات تغطي حوالي اثنان سنتمتر مكعب من الدماغ  على عمق في حدود ثلاثة ميليميترات".

وتسمح التقنية التي تعمل مؤسسة SNAPعلى تطويرها بالكشف عن الترددات في مناطق مختلفة من الدماغ. إضافة إلى تتبع الطريقة التي تقوم العين من خلالها برصد المكان الذي يتواجد فيه الشخص خلال المشي، وكيف يقوم الجزء الخاص بالحركة في الدماغ بتحويل بواعث العين إلى حركة.

أنا أفكر، إذن أنا أمشي

وتقوم هذه البيانات بتوفير اللبنات الأساسية لتوجيه الأطراف الاصطناعية عن طريق إشارات عصبية. ويذكر هارتموت فايغلت أن "هذه العملية تتم بشكل لا شعوري لدى الأشخاص غير المعاقين من خلال عملية التوجيه عن طريق الجزء الصغير من الدماغ وفي النخاع الشوكي". وقد قطعت مؤسسة SNAPأشواطا كبيرة في عملية تطويرها لهذه التقنية، بعد أن استطاع التقنيون الكشف عن إشارات دماغية لها علاقة بعملية المشي والتحرك. وهو ما أكده فايغلت بقوله: "الآن وجدنا فعلاً إشارات لها ارتباط بالمشي".

الهدف النهائي لفريق الخبراء هو تطوير أطراف اصطناعية بشكل منفرد ومثالي، كي يتسنى للأشخاص المعاقين القيام بجميع الحركات تقريباً التي تساعدهم على العيش في حياتهم اليومية دون صعوبات. وذلك باستخدام هذه الأطراف الاصطناعية عن طريق توجيهها بطريقة ميكاترونية تسمح بتطبيق الإشارات الدماغية، مثلما تقوم بذلك أطراف الجسم السليمة. ويقول مدير مؤسسة SNAPفي هذا الصدد "لا نريد أن تحل الرجل الاصطناعية محل الرجل السليمة بل أن تكون بمثابة الرجل السليمة المبثورة"، مشيرا إلى شعار مؤسسة SNAPالذي يقول: "أنا أفكر، إذن أنا أمشي".