اگر (ایمپلنت ها) را بسیار نازک کنید، کاشت سخت تر و سخت تر می شود. اما اکنون که می دانیم هیچ نکته واقعی وجود ندارد، می توانیم آن هدف را دور زده و موفقیت جراحی خود را افزایش دهیم
کورین اورلمان
برای سالها، فناوری استاندارد در ایمپلنتهای عصبی بر الکترودهای سیلیکونی سفت تکیه کرده است. در حالی که این دستگاه ها در حال حاضر برای اختلالات مغزی شدید استفاده می شوند، عواقب آن زیاد است. Roxana Kooijmans، آخرین نویسنده و متخصص بافت شناسی، توضیح می دهد: “ما می دانیم که آنها باعث آسیب می شوند و پس از مدتی کار نمی کنند.” مغز به اجسام خارجی واکنش نشان می دهد و با گذشت زمان، این واکنش می تواند هم بافت و هم عملکرد دستگاه را کاهش دهد.
Kooijmans تصویری از مغزی را نشان می دهد که با سه الکترود سیلیکونی سفت کاشته شده است (بالای صفحه). او توضیح میدهد: «سه دسته از شکلهای زرد و صورتی واکنش مغز به مواد یک ایمپلنت است که در نهایت باعث ایجاد زخمهای بزرگ و توقف عملکرد میشود».
پیتر رولفسما، آخرین نویسنده و مبتکر پروتز، تاکید می کند: «ما با ساخت ایمپلنت برای نابینایان واقعاً روی بهبود زندگی مردم سرمایه گذاری کرده ایم». Roelfsema در حال بررسی اجمالی یک تلاش اساسی برای آوردن ایمپلنت های مغز بینایی به بیمار است و به آینده رابط های ماشین مغز نگاه می کند.
در زمینه های بالینی که بیماران جایگزین های کمی دارند، این مبادله ممکن است قابل قبول باشد. اما برای چیزی مانند پروتز بینایی که برای بهبود کیفیت زندگی در دراز مدت طراحی شده است، این محاسبه تغییر می کند. Kooijmans می گوید: “این واقعاً فقط … چیزی است که باید یک برد باشد.” در مقایسه با افراد ناتوان کننده حرکتی یا اختلالات خلقی، افراد نابینا کیفیت زندگی نسبتا خوبی دارند و مکانیسم های جبرانی اجتماعی زیادی برای زندگی مستقل آنها وجود دارد.
این همان جایی است که پروبهای پلیآمید وارد میشوند. این ایمپلنتهای انعطافپذیر و نرمتر هستند که برای هماهنگی بهتر با ساختار ظریف مغز طراحی شدهاند. در این زمینه، آنها به عنوان آینده رابط های عصبی شهرت پیدا کرده اند. فقط یک مشکل وجود دارد: شواهد همیشه مطابق با اشتیاق نبوده است. کورین اورلمن، نویسنده اول، خاطرنشان می کند: «این اتفاق نظر کلی وجود دارد که آنها برای مغز بهتر هستند». “و در حالی که شواهدی برای این ادعا وجود دارد، هیچ کس یک مقایسه کاملاً سیستماتیک بین این طرح ها انجام نداد.”
برخی از مطالعات قبلی حتی نشان دادند که این مواد نرم تر باعث ایجاد واکنش کمی در مغز می شوند. به گفته کویجمانس، این نتیجه گیری ممکن است بر اساس روش های ناقص باشد. “مغز واکنش پذیری وجود دارد… آنجاست، فقط نقشه برداری نشده است”
بخشی از مسئله در چگونگی بررسی این رویکرد تا کنون توسط دانشمندان نهفته است. بسیاری از مطالعات مغز را به روشی برش دادند که تغییرات مهم را پنهان کرد. Kooijmans توضیح می دهد: “شما دقیقاً دید کلی صفر دارید.” “پیش بینی عمق اشتباه است. ممکن است فکر کنید در یک لایه هستید، اما در واقع بسیار عمیق تر هستید.”
با بازنگری در نحوه تجزیه و تحلیل بافت و به کارگیری روشهای کمی دقیقتر، تیم تصویر ظریفتری را کشف کرد. کاوشگرهای پلی آمید واکنشی را از مغز تحریک می کنند، اما به طور قابل توجهی کمتر از همتایان سیلیکونی خود. اورلمن میگوید: «این بهتر کار میکند. “اما این یک درمان معجزه آسا نیست.”
اورلمن چندین متغیر را آزمایش کرد: جنس، اندازه، ضخامت و حتی نحوه اتصال ایمپلنت. مواد در واقع مهمترین عامل بود. با کمال تعجب، عوامل دیگری مانند نازکتر کردن کاوشگرها یا جدا کردن آنها از جمجمه برای شناور شدن با مغز، تأثیر بسیار کمتری از حد انتظار داشتند. این بینش پیامدهای عملی دارد. مهندسان دیگر نیازی ندارند که کوچکترین ایمپلنت ممکن را به قیمت قابل استفاده بودن هدف بگیرند و همچنین نیازی به بی سیم بودن ندارند. اورلمن توضیح می دهد: “اگر آنها را بسیار نازک کنید، کاشت سخت تر و سخت تر می شود.” اما اکنون که می دانیم هیچ نکته واقعی وجود ندارد، می توانیم این هدف را دور بزنیم و موفقیت جراحی خود را افزایش دهیم.
یکی از شگفتانگیزترین یافتههای این تیم شامل مرز بین ماده خاکستری (جایی که نورونها اطلاعات را پردازش میکنند) و ماده سفید (که نواحی مغز را به هم متصل میکند) است. هنگامی که ایمپلنت ها این مرز را بر هم می زنند، مغز واکنش شدیدتری نشان می دهد. این واکنش می تواند باعث ایجاد آبشاری از پاسخ های ایمنی شود و تعادل ظریف مورد نیاز برای عملکرد صحیح سلول ها را مختل کند.
از نظر تاریخی، بسیاری از این زمینه از طریق آزمون و خطا، اغلب به دلیل نیازهای فوری بالینی، پیشرفت کرده است. اما هدف این مطالعه تغییر آن با ارائه یک نقشه راه واضح تر است. اورلمن توضیح می دهد: «این مطالعه کمی کتاب راهنمای مصالحه های معقول است. این تحقیق با شناسایی اینکه کدام انتخابهای طراحی واقعاً مهم هستند (و کدامها نیستند) مسیر رو به جلو را محدود میکند. این می تواند باعث صرفه جویی در زمان، کاهش هزینه ها و سرعت بخشیدن به توسعه دستگاه های دنیای واقعی شود. Kooijmans خاطرنشان می کند: “ما جهت های کمتری داریم که باید در آنها سرمایه گذاری کنیم.” این بدان معناست که ما به یک نمونه اولیه نزدیکتر میشویم.»
در حال حاضر، کار در مدلهای حیوانی ادامه دارد، جایی که محققان میتوانند اثرات بلندمدت را با دقت دنبال کنند. و یافته ها قطعاً دلگرم کننده هستند. پس از یک پاسخ ایمنی اولیه، به نظر می رسد مغز در حال تثبیت است. مراحل بعدی شامل پالایش دستگاه های کاربردی است. ایمپلنت هایی که نه تنها در مغز قرار می گیرند، بلکه به طور فعال آن را برای تولید تجربیات بصری تحریک می کنند.
اگر یک پیام وجود داشته باشد که محققان بخواهند بر آن تاکید کنند، آن دقت است – فراتر از خوش بینی، توجه دقیق به جزئیات. Kooijmans منعکس میکند: «مردم واقعاً، واقعاً میخواهند این کار کار کند. “این کار می کند. در واقع، بهتر از هر چیز دیگری که داریم کار می کند، و مبادله ممکن است به اندازه کافی کوچک باشد.” Roelfsema تکمیل می کند: “ما درک می کنیم که باید توجه خود را به کجا معطوف کنیم تا پیشرفت موثری داشته باشیم. ما مواد مناسب را داریم، و از مزایا و معایب جزئی آن مطلع هستیم، بنابراین اکنون باید به بهترین طراحی پروب و استراتژی کاشت دست پیدا کنیم.” این تغییر، از هیاهو به درک دقیق، ممکن است در نهایت چیزی باشد که پروتزهای بصری را از آزمایشگاه به زندگی روزمره می آورد. زیرا در مغز، کوچکترین جزئیات نیز اهمیت دارد.
منبع: موسسه علوم اعصاب هلند
