دراسة: يستعيد المرضى المصابون بالشلل حركتهم بعد زراعة العمود الفقري

نجح فريق بحث دولي في استعادة حركة العضلات في نموذج من الفئران المشلولة عضويًا من خلال الأعصاب الاصطناعية، حيث قاد الفريق البروفيسور "تاي-وو لي" قسم علوم وهندسة المواد، بجامعة سيول الوطنية فى جمهورية كوريا والبروفيسور زينان باو بقسم الهندسة الكيميائية، جامعة ستانفورد، الولايات المتحد، تم نشر النتيجة في المجلة الدولية المرموقة "Nature Biomedical Engineering".

وتتضرر الأعصاب بسهولة من خلال مجموعة متنوعة من العوامل، بما في ذلك الإصابة الجسدية والعوامل الوراثية والمشاكل الثانوية والشيخوخة، وتعتبر الأعصاب ضرورية لأنشطة الحياة ولها أيضًا تأثير كبير على نوعية الحياة، كما يتم فقدان بعض أو كل وظائف الجسم بشكل دائم بسبب ضعف الإشارات الحيوية؛ لأنه بمجرد إصابة الأعصاب و يصعب إعادة بنائها، وعلى الرغم من التقدم الهائل في الطب وعلم الأحياء، فإن المشكلة الطبية لإصابة الأعصاب، والتي كانت موجودة منذ فجر البشرية ظلت لغزًا للعلم ولا يبدو أن هناك أي حل واضح في المستقبل القريب، كما تم علاج الأعصاب التالفة بعدة طرق، بما في ذلك الإجراءات الجراحية والأدوية، ولكن لا يزال من الصعب تقريبًا استعادة وظيفة الأعصاب التالفة أو المتدهورة.

التحفيز الكهربائي الوظيفي: وهي تقنية تستخدم غالبًا في الممارسة السريرية لإعادة تأهيل المرضى الذين يعانون من ضعف عصبي، وتستخدم إشارات يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر، و يتضمن ذلك تطبيق التحفيز الكهربائي للعضلات التي لم تعد خاضعة للتحكم التعسفي في مرضى الاعتلال العصبي من أجل تحفيز تقلص العضلات، مما يؤدي إلى حركات فعالة وظيفيًا في الجسم البيولوجي أثناء تقييده في مساحة معينة، ومع ذلك فإن هذه الأساليب التقليدية لها عيوب تجعلها غير مناسبة للمرضى لاستخدامها على المدى الطويل في حياتهم اليومية، هذا لأنهم يستخدمون دوائر رقمية وأجهزة كمبيوتر متطورة لمعالجة الإشارات لتحفيز العضلات ، والتي تستهلك الكثير من الطاقة ولديها توافق حيوي ضعيف.

شرح: لماذا التفكير الجاد يجعلك تشعر بالإرهاق

باستخدام جهاز عصبي الشكل عضوي منخفض الطاقة وقابل للتمدد يحاكي بنية ووظيفة الألياف العصبية الحقيقية ، تمكن فريق البحث من التحكم في حركة أرجل الفئران باستخدام الأعصاب الاصطناعية فقط ، مما يلغي الحاجة إلى جهاز كمبيوتر خارجي معقد وكبير . يشتمل العصب الاصطناعي الممدود على قطب هيدروجيل لنقل الإشارات إلى عضلات السا، ومشابك عضوي اصطناعي يحاكي المشبك البيولوجي ، وجهاز استشعار الإجهاد الذي يصمم جهاز استقبال يستشعر حركات العضلات.

ينفذ المشبك الاصطناعي حركات أرجل أكثر سلاسة وطبيعية من FES التقليدية لأن الباحثين نظموا حركة أرجل الفأر والقوة التي تنقبض بها عضلاتهم وفقًا لتكرار إمكانات العمل التي تم توصيلها إليه، بالإضافة إلى ذلك لتقليل تلف العضلات من الحركة المفرطة للساق، يراقب المستقبِل الاصطناعي حركة ساق الفأرة ويرسل مدخلات في الوقت الفعلي إلى المشبك الاصطناعي.

قام الباحثون بتعليم فأر مشلول ركل الكرة والمشي والجري على جهاز المشي، من خلال أخذ عينات من الإشارات المسجلة من القشرة الحركية للحيوانات المتحركة والتلاعب بأرجل الفئران من خلال المشابك الاصطناعية، أظهر فريق الدراسة إمكانية استخدام الأعصاب الاصطناعية في المستقبل للحركة الإرادية.

التكنولوجيا العصبية التي تكتسب الاهتمام كجهاز كمبيوتر من الجيل التالي من خلال محاكاة سلوك شبكة عصبية بيولوجية، لديها جدوى تطبيق جديدة اكتشفها الباحثون، وأظهر الباحثون أنه سيتم استخدام المجال العصبي في قطاعات أخرى، بما في ذلك الهندسة الطبية الحيوية والتكنولوجيا الحيوية، بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر.

اقرأ أيضا: «ينام تحت ظل شجرة»| من أجل تعليم طفلته.. أب مشرد يبيع البالونات بالشوارع

وفقًا للبروفيسور تاي-وو لي، "لا يزال يُنظر إلى الإصابة العصبية على أنها تحد علمي كبير من الماضي إلى الحاضر على الرغم من الاختراقات الطبية المذهلة، وبدون اكتشاف جديد ستظل مشكلة يصعب التغلب عليها في المستقبل.

أعرب فريق البحث عن رغبته في مواصلة العمل في المستقبل من خلال تطبيقات إكلينيكية تتجاوز الرئيسيات والحيوانات مثل الفئران. هذا يجعل الأمر يبدو كما لو كان طرقًا وعلاجات جديدة لتلف الأعصاب البشرية، بما في ذلك إصابة الحبل الشوكي ، وتلف الأعصاب المحيطية ، والضعف العصبي مثل Lou Gehrig's و Parkinson's وهنتنغتون يمكن عرض المرض.