אם למישהו יש כליה פגומה, תורם יכול לתת להם איבר חילוף כדי ששני האנשים יוכלו לחיות. עכשיו, מה אם היית יכול לעשות משהו דומה עבור חבר עם מוח כושל?
תוכן קשור
- כיצד דג שקוף עשוי לעזור בפענוח המוח
- האם ציוד ראש זה יכול לעזור בטיפול במחלות פרקינסון?
בניסויי המעבדה האחרונים, מיגל ניקולליס ועמיתיו התאחדו את מוחם של קופים וחולדות מרובים כדי לתפקד כ"שרירי מוח "- רשתות משותפות המסוגלות לתפעל בשיתוף פעולה זרוע וירטואלית ולקבל חישובים והחלטות. ניקולליס מקווה שקישור בין המוח האנושי בדרך זו עשוי לשחרר חבילה חדשה וחזקה של כלים נוירולוגיים שעשויים לעזור לרפא אנשים הסובלים ממחלות מפרקינסון לשיתוק.
"אנו מנסים תחום חדש לחלוטין של שיקום מוחי", מסביר ניקולליס, מנהל המרכז לנוירו-הנדסה באוניברסיטת דיוק. "אנו ננסה לפעול על מעגלי המוח ולשפר למעשה את הפעילות התפקודית של המוח."
"אנו נוטים לשכוח שהמוח הוא אחד המכשירים החזקים ביותר שפיתחו אי פעם", מוסיפה אנדראה סטוקו מאוניברסיטת וושינגטון, שלא הייתה מעורבת במחקר. "עבור הדברים שפותחו לעשות, כמו היגיון בסצנה שאנו רואים לראשונה או שליטה בתנועות מורכבות של הגפיים שלנו, זה פשוט בלתי מנוצח. עכשיו ניקולליס מראה שאנחנו יכולים לשלב את העוצמה החישובית שיש למוח כדי לפתור את סוג הבעיות שהוגדרו בצורה לא טובה שקשה מאוד לתוכנה שלנו, אך קל לפתור את החומרה הביולוגית שלנו, העצבים שלנו. "
ממשקי מכונה-מוח קיימים כשני עשורים, והטכנולוגיה מוצאת שימושים במגוון טיפולים רפואיים. לדוגמה, מכשירים מסוימים משתמשים בתפוקת החשמל של המוח, שתורגמה על ידי מחשב, כדי לאפשר לאנשים לשלוט בתותבות או לתפעל כסא גלגלים. אך בעבודה הקודמת היו מעורבים רק מפעיל בודד. ניקולליס קיווה ללמוד אם יותר ממקצוע אחד יוכל לעבוד יחד כממשק מוח-מכונה משותף בכדי לשפר את הפעילות העצבית.
צוותו התאים לשלושה קופים באלקטרודות מושתלות אשר פיקחו והקליטו פעילות עצבית, אשר אז ניתן היה לשלב באמצעות מחשב. הקופים הוצבו בחדרים נפרדים, שלכל אחד מהם צג דיגיטלי עליו יוכל הקוף להשתמש בממשק המכונה-מוח שלו כדי לתפעל זרוע וירטואלית לעבר תגמול. בחלק מהבדיקות חלקו הקופים את השליטה בזרוע, ואילו אצל אחרים כל אחד מהם שלט על התנועה בכיוון מסוים. אף אחת מהבעלי חיים לא ידעה שהם משתפים פעולה בכדי להזיז את הזרוע. למרבה הפלא, הם לא רק ביצעו את המשימה, הם השתפרו בתרגול.
"מסתבר, ככל הנראה, שרק על ידי קבלת משוב חזותי וקבלת תגמול על ביצוע פעולה, החיות האלה יכולות למעשה לסנכרן את מוחן, והן יכולות ללמוד לעמוד בדרישות של משימה מסוימת, " אומר ניקולליס, שצוותו תיאר התוצאות בשבוע שעבר בדוחות מדעיים .
"הקופים, שעבדו יחד, איטיו יותר להשלים את המשימה ממה שמישהו מהם יכול היה לעשות בהם כדי לתפעל ג'ויסטיק - אבל הם למדו בדיוק באותה מהירות", אומר סטוקו. "זה מדהים, ונראה שזה אומר שמבחינת המוח הבעיה הזו הופכת להיות קלה לפירוש כמו כל בעיה של קואורדינציה מוטורית חושית. מההתחלה הנהדרת הזו תוכלו לראות כיצד תוכלו ליצור משימות מורכבות יותר שהקופים יוכלו לעבוד בצורה טובה יותר ממה שמישהו מהם יכול היה לבצע בעצמם. "
בניסוי נפרד שתואר גם בדוחות מדעיים, ארבע חולדות נקשרו פיזית למכונת מיקרו כדי לחקור כיצד המוח שלהם פועל יחד כיחידה ברשת כדי להתמודד עם חבילה של בעיות. לחולדות ניתנו פולסים חשמליים של מידע ותוגמלו כאשר סנכרנו את מוחם. הם גם קיבלו נתונים, כמו טמפרטורה ולחץ ברומטרי. החולדות שמרו, אחזרו ושיתפו מידע זה - מה שמאפשר למוח שלהם לבצע ביצועים טובים יותר בניתוחים כמו חיזוי מזג אוויר מאשר חולדה אלחוטית יחידה.
"מה שהם עשו זה באמת לדחוף את המעטפה, ומצאתי את זה מרתק", אומר סטוקו, שעשה היסטוריה לפני שנתיים, עם עמיתו ראג'ש ראו, עם הממשק המוחי האנושי-אנושי המרוחק הראשון. ראו שלח איתות מוח דרך האינטרנט שהניע את ידו של סטוקו אפילו כשהוא ישב בחדר מעבר לקמפוס.
ניקולליס מציע שבני אדם עשויים כבר לעסוק בצורה טבעית של שיתוף מוחי כאשר הוא נתון למשוב משותף - מבלי להבין שזה קורה. "הדבר המעניין הוא שזה כנראה קורה איתנו כל הזמן. כשאנחנו צופים בסרט בתיאטרון, משוב מהסוג הזה הוא כנראה סינכרון מוח אצל הקהל כך שיש לנו את התגובות הקבוצתיות האלה, צוחקות או בוכות באותם רגעים, "הוא אומר.
"זה יכול גם להסביר מדוע קבוצות של אנשים יכולים לשתף פעולה בכדי להשיג מטרה משותפת. כמו קבוצת ספורט למשל, שם אנו רואים לעתים קרובות ואומרים שקבוצה משחקת סוף סוף כמו קבוצה ולא כמו חבורה של אנשים. לאף אחד אין למעשה שימו את היד על מה בדיוק הכימיה ההיא גורמת לקבוצת כדורגל לשחק טוב יותר. יכול להיות שמצאנו את המנגנון - סנכרון של פעולת המוח. "
צוותו עובד כעת על ניסיונות לתרגם את מחקר הקופים לפרקטיקות קליניות לא פולשניות, על מנת לסייע בשיקום בני אדם משותקים באמצעות מחשבה ופעולה קבוצתית.
"למשל, במטופלים הפרפלגיים שלי שמתי לב שהיה קשה מאוד להתחיל להתאמן באמצעות אות מוח, מכיוון שהמוח ממש יכול לשכוח שיש לך רגליים, " הוא מסביר. "לכן חלק מהשיקום הנוירולוגי הזה הוא להשתמש במוח אחר כדי להציג מחדש את המושג למוחם של החולים. אנו יכולים לקבל פיזיותרפיסט או אפילו קרוביו של המטופל לעזור בשלב האימונים על ידי שילוב של פעילויות המוח שלהם עם פעילויות המוח של המטופל. "
