انقلابی جدید در تولید اعضای مصنوعی

شاید شما هم با افرادی آشنا باشید که براثرسکته یا تصادف یا اتفاقات دیگر دچار نقص عضو یا مشکل حرکتی شده اند و برای انجام کارهای شخصی خود با مشکلات عدیده ای مواجه هستند

شاید شما هم با افرادی آشنا باشید که براثرسکته یا تصادف یا اتفاقات دیگر دچار نقص عضو یا مشکل حرکتی شده‌اند و برای انجام کارهای شخصی خود با مشکلات عدیده‌ای مواجه هستند. گاهی هم برخی از افراد نقص عضو را دیده‌اید که از اعضای مصنوعی برای انجام کارهای خود استفاده می‌کنند اما حرکات این اعضا چندان طبیعی نیست و گاهی فرد با آنها مشکلات زیادی دارد اما بد نیست بدانید که این افراد دیگر نباید نگران باشند چراکه با فناوری جدید، انقلابی در تولید اعضای مصنوعی و پروتزها انجام خواهد شد.

بتازگی محققان موفق به ایجاد فناوری جدیدی شده‌اند که به کاربران اجازه می‌دهد تا افکار و ذهنیات انسان را به حرکت و جنبش تبدیل کنند. نام این فناوری جدید درپوش مغزی (Brain Cap) است. در این مطالعه تیم تحقیقاتی موفق شدند با استفاده از یک کلاه مجهز به گیرنده‌های حسی که روی سر قرار می‌گیرد، افکار افراد را خوانده و با استفاده از ابزار رباتیک، آنها را به حرکت تبدیل کنند. آنها توانسته‌اند با کمک این فناوری جدید، بازوهای رباتیک، پروتزها و صندلی‌های چرخدار را به حرکت وادارند. از این تکنولوژی قرار است به طورگسترده در تولید اعضای مصنوعی، ویلچر و پروتزها استفاده شود.

در این تکنولوژی از الکتروسفالوگرافی (EEG) که دریافت‌کننده امواج مغزی است برای خواندن افکار یا همان امواج مغزی استفاده شده است، یعنی ابتدا امواج مغزی شناسایی و خوانده می‌شود. سپس اطلاعات به یک کامپیوتر ارسال می‌گردد تا آنالیز شود. اطلاعات آنالیز شده، منجر به تولید فرامینی می‌گردد که به وسیله وسایلی مثل یک عضو مصنوعی به حرکات جنبشی مانند راه رفتن تبدیل می‌شود.

در مطالعات قبلی تیم تحقیقاتی با موفقیت توانستند با استفاده از سیگنال‌ها و امواج مغزی برای بازسازی حرکت‌های پیچیده سه بعدی مچ پا و زانو درطول حرکت فرد روی دستگاه تردمیل استفاده کنند. در ادامه تحقیقات قبلی، پژوهشگران توانستند از همان روش برای بازسازی حرکت‌های سه‌بعدی دست نیز بهره ببرند با این تفاوت که در این مطالعه جدید از فناوری درپوش مغزی استفاده شد.

در این آزمایش فرد مورد نظر با قراردادن این درپوش کلاه‌مانند مجهز به گیرنده‌های حسی مخصوص برسر، امکان بازسازی حرکات را فراهم کرد یعنی افکار فرد از طریق این کلاه مخصوص دریافت و کنترل شده و به حسگرهای کامپیوتری داده شده و در نهایت بدون آن‌که فرد مورد نظر دست یا پای خود را حرکت دهد، به حرکات دست و پاهای مصنوعی انجامید. یعنی در اینجا فرد تنها از طریق فکرکردن به یک حرکت مثل بالابردن دست‌ها، این حرکت را انجام داد.

● امیدی در درمان بیماری

به گفته محققان، این فناوری جدید و محصولات آن بزودی وارد بازارشده و در دسترس عموم قرار خواهد گرفت. از مزایای این فناوری امنیت، اطمینان و سادگی آن است که می‌تواند برای میلیون‌ها نفر از کسانی که دچار نقص عضو حرکتی شده‌اند امید تازه‌ای به ارمغان بیاورد و زندگی آنان را متحول سازد.

نکته: در فناوری جدیدی به نام درپوش مغزی (Brain Cap) پژوهشگران موفق شدند با استفاده از یک کلاه مجهز به گیرنده‌های حسی که روی سر بیمار قرار می‌گیرد، افکار افراد را خوانده و با استفاده از ابزار رباتیک، آنها را به حرکت تبدیل کنند

در ادامه، تیم مطالعاتی کارخود را در زمینه تولید اعضای مصنوعی و پروتزها با استفاده از این فناوری آغاز کرد. آنها طی یک پروژه ۴ ساله قصد دارند تا اعضای مصنوعی و پروتزهای زیادی را براساس این فناوری جدید بسازند و به تولید انبوه برسانند. آنان در ابتدای کار یک بازوی مصنوعی را طراحی کردند که می‌تواند به طور مستقیم با کمک امواج مغزی، حرکت و به آسانی اشیا را لمس کرده و بردارد. نحوه کار به این شکل است که ابتدا امواج مغزی توسط کلاه مخصوص مجهز به حسگرها درک، خوانده و رمزگردانی شده و به این شیوه مغز و افکار فرد شناسایی می‌شوند، سپس امواج مغزی فرد که توسط حسگرها رمزگشایی شده‌اند به عضو مصنوعی منتقل شده و عضو مورد نظر حرکت خواسته شده را انجام می‌دهد. محققان امیدوارند در ادامه این تحقیقات با توسعه و بهبود این فناوری حرکت و جنبش این پروتزها و اعضای مصنوعی را هرچه بیشتر به حرکت یک عضو نرمال و طبیعی نزدیک کنند.

برای درک چگونگی عملکرد امواج مغزی، تیم تحقیقاتی بیش از یک سال تمرکز و مطالعات خود را روی فعالیت‌های مغزی و عصبی افراد هنگام انجام حرکاتی روی تردمیل و انجام فعالیت‌هایی مثل حرکات ورزشی معطوف کردند و با دقت فراوان تمام سیگنال‌ها و امواج مغزی را ثبت نمودند.

به گفته این محققان هدف عمده این فناوری تمرکز روی افرادی است که براثرسکته مغزی دچار آسیب جدی و نقص حرکتی شده‌اند و لذا این فناوری می‌تواند تا حد زیادی مشکلات این افراد را مرتفع سازد البته لازم به ذکر است که این فناوری همچنین می‌تواند توسط سایر افراد کم توان حرکتی مانند افراد معلول، افراد مبتلا به چاقی مفرط، بیماران قلبی ـ عروقی و افراد مبتلا به دیابت نیز مورد استفاده قرار گیرد و تا حدی کمبودها و نقص‌های حرکتی آنها را مرتفع سازد.

● اعضای مصنوعی هوشمند می‌شوند

افرادی که دچار سکته مغزی شده‌اند برای استفاده موثر از این فناوری، باید آموزش‌های ویژه‌ای را پشت‌سر بگذارند. به این افراد آموخته می‌شود که چگونه افکار و امواج مغزی خود را کنترل کرده و آن را با سیگنال‌های طبیعی مانند یک مغز سالم و طبیعی مطابقت دهند تا هرچه بیشتر به امواج یک مغز طبیعی نزدیک‌تر شده و در نهایت حرکاتی طبیعی‌تر همانند انسان‌های سالم داشته باشند. محققان برای آموزش این افراد از محیط‌های مجازی کمک خواهند گرفت. دراین روش ابتدا داده‌های واقعی امواج مغزی مربوط به حرکات خاصی روی یک صفحه نمایش داده می‌شود و از فرد بیمار خواسته می‌شود همان حرکت را انجام دهد تا بتواند با مقایسه سیگنال‌های مغزی خود و آنچه به صورت نمونه در معرض دید وی قرار دارد، کنترل مغز خود را در دست گیرد. با به کاربردن این شیوه، فرد مورد نظر آرام آرام می‌آموزد تا فکرخود را کنترل کرده، حرکات خود را نظم بخشیده و به حرکات طبیعی‌تر نزدیک کند.

از این روش قرار است درساخت ویلچرهای هوشمند استفاده شود، به طوری که وقتی فرد کم‌توان حرکتی روی آن قرار می‌گیرد برای حرکت ویلچر خود دیگر نیازی به حرکت فیزیکی آن حتی زدن یک دکمه نداشته باشد، بلکه تنها با فکر کردن، می‌تواند ویلچرخود را در هر جهتی که بخواهد، به حرکت وادارد. دراین حالت فرد می‌تواند در حالی که ویلچردرحال حرکت است با دستان خود کارهایی مانند مطالعه و استفاده از تلفن همراه را انجام دهد.

مزیت دیگر استفاده از فناوری در پوش مغزی آن است که برای استفاده ازآن نیاز به هیچ عمل جراحی خاصی نخواهد بود. این درحالی است که قبلا الکترودهای مورد نظر برای دریافت امواج مغزی در مغز کاشته می‌شدند و لذا فرد مجبور بود برای کاشت این الکترودها تن به عمل جراحی دهد. اما در عوض فناوری جدید براحتی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد و تنها افراد باید آموزش دیده و کنترل ذهن، افکار و امواج مغزی خود را در دست گیرند تا بتوانند حرکات مورد نظرشان را به درستی و دقیق انجام دهند.

بنابراین افق روشن جدیدی در برابر افراد معلول و کم‌توان حرکتی پدیدار شده و به این ترتیب نقص عضو یا کم توانی آنها در حرکت، دیگر مانعی برای ادامه زندگی طبیعی نخواهد بود. با به کارگیری این فناوری، معلولان براحتی قادر خواهند بود به زندگی طبیعی بازگشته و همچون افراد عادی به ادامه زندگی بپردازند و از زندگی خود لذت ببرند.

منبع: science daily

آزاده سیدمیرزایی‌جهقی