Beyin implantı, kuadripleji hastası bir adamda hem hareketi hem de dokunma duyusunu geri getirdi

Araştırmacılar, kuadripleji hastası 48 yaşındaki bir adamda hem hareketi hem de dokunma duyusunu geri getiren bir beyin-bilgisayar arayüzü geliştirdiklerini bildirdi ve sistemi, önceki cihazların çoğunda kullanılan tek yönlü aktarım yerine aynı anda iki yönde çalışan bir «çift nöral bypass» olarak tanımladı.

Önceki beyin-bilgisayar arayüzleri, felçli hastaların nöral aktiviteden hareket niyetlerini çözerek robotik kolları ya da bilgisayar imleçlerini kontrol etmesine olanak tanımıştı; bu başlı başına gerçek ve önemli bir başarıydı. Ancak bu sistemlerin neredeyse tamamında bir geri dönüş kanalı eksikti: kullanıcı bir nesneyi hissetmeden hareket ettirebiliyor, kavrama gücünü ya da temas anını değerlendirmek için yalnızca görüşe güvenmek zorunda kalıyordu — dokunmanın yerini tutan yavaş ve kesin olmayan bir alternatif.

Yeni yaklaşım, hem hareket etme niyetini üreten motor korteks hem de vücuttan normalde dokunma bilgisini alan duyusal korteks içine elektrot dizileri yerleştirerek bu boşluğu kapatıyor. Motor korteksten gelen sinyaller robotik bir uzvu yönlendirmek için gerçek zamanlı olarak çözülürken, o uzuv üzerindeki sensörler duyusal korteks implantı aracılığıyla bilgiyi geri besliyor ve araştırmacılara göre hastaların soyut bir vızıltı ya da karıncalanma değil, tanınabilir biçimde dokunmaya benzer bir his olarak tarif ettiği bir duyum sağlıyor.

Araştırma ekibinin bildirdiği vakada, omurilik yaralanması sonucu kol ve bacaklarının kullanımını kaybeden hasta, kapalı döngü sistemi kullanarak farklı şekil ve yumuşaklıktaki nesneleri, yalnızca hareket sağlayan implantların genellikle izin verdiğinden çok daha ince bir kontrolle kavrayabildi; kavrama basıncını yalnızca görsel tahmine değil, geri kazanılan duyusal geri bildirime göre ayarladı.

Araştırmacılar, el becerisindeki bu iyileşmeyi en doğrudan pratik fayda olarak tanımlıyor: kırılgan bir cismi ya da dolu bir bardağı dökmeden kaldırmak gibi kuvvetin ayarlanmasını gerektiren görevler, yalnızca görsel geri bildirimle son derece zorken, kullanıcı robotik bir elin neye dokunduğunu bir anlamda hissedebildiğinde belirgin biçimde kolaylaşıyor.

Sistem hâlâ tamamen deneysel aşamada. Harici işlem donanımına bağlı, cerrahi olarak yerleştirilmiş elektrot dizileri gerektiriyor; bu da gerçek bir cerrahi risk ve sürekli teknik bakım içeren, bir hastanın evde yardımsız kullanabileceği bir cihazdan hâlâ uzak bir kurulum. Benzer çift yönlü sistemlerin kablosuz, tamamen implante edilebilir versiyonları birkaç araştırma merkezinde henüz erken geliştirme aşamasında.

Bu vaka, son birkaç yılda başka akademik grupların ilgili çalışmalarının ardından, çift yönlü ya da duyu geri kazandıran beyin-bilgisayar arayüzlerine ilişkin sayısı az ama artmakta olan yayımlanmış deneme grubuna ekleniyor. Alandaki araştırmacılar, duyusal geri bildirimi geri kazandırmayı bu alandaki en zor açık problemlerden biri olarak tanımlıyor, çünkü bunun gürültü değil tutarlı bir dokunma olarak yorumlanabilecek kadar belirli ve tutarlı örüntülerle beyni uyarmayı gerektirdiğini söylüyorlar.

Bu araştırma kategorisinin finansmanı, ticari cihaz üreticilerinden çok, öncelikle devlet bilim kurumlarından ve akademik tıp merkezlerinden geliyor; bu da hem teknolojinin erken aşamasını hem de sistemleri her bir hasta için implante etmek ve kalibre etmek için gereken son derece uzmanlaşmış cerrahi ve mühendislik bilgisini yansıtıyor.

Araştırmacılar, tek bir hastadan elde edilen bulguların ne kadar çarpıcı olursa olsun, yaklaşımın omurilik yaralanması olan daha geniş bir hasta popülasyonunda ne ölçüde tutarlı çalışacağını ortaya koymadığı konusunda uyarıyor; bu popülasyonda nörolojik hasarın yeri ve şiddeti önemli ölçüde değişiyor. Tekniğin ne kadar geniş ölçüde uygulanabilir olduğuna dair sonuçlara varılabilmesi için daha fazla katılımcının yer aldığı büyük çaplı denemelere ihtiyaç var.

Bu çekincelere rağmen, nöral mühendislik uzmanları yalnızca motor kontrolü değil, işlevsel bir dokunma duyusunu da geri kazandırmayı, ağır felçli kişilerin fiziksel dünyayla bir makineyi çalıştırıyormuş gibi değil, kendi bedenlerini kullanıyormuş gibi hissederek etkileşime girmesini mümkün kılabilecek beyin-bilgisayar arayüzlerine doğru ilerlemenin anlamlı bir işareti olarak tanımlıyor.