ابتكار طرف اصطناعي روسي يتحرك بقوة التفكير فقط

السوسنة- طوّر علماء من جامعة بيلغورود الوطنية للبحوث في روسيا طرفًا اصطناعيًا متقدمًا يمكن التحكم به عبر إشارات الدماغ، دون الحاجة إلى عمليات جراحية معقدة لربطه بالجهاز العصبي.

وأوضح الباحثون أن الدماغ يحتوي على مناطق متعددة، لكل منها وظائف محددة، وتُعد القشرة الحركية في الفص الجبهي مسؤولة عن التحكم في الحركات الإرادية.

وعند رغبة الشخص في أداء حركة، مثل تحريك الأصابع أو قبض اليد، تنشط مجموعات معينة من الخلايا العصبية في هذه المنطقة. ومن خلال تتبع الخلايا العصبية النشطة، يمكن تحويل هذه الإشارات إلى أوامر تُرسل إلى الطرف الاصطناعي، ليقوم بالحركة المطلوبة، مما يمثل إنجازًا كبيرًا في مجال الأطراف الذكية.

ووفقًا للبروفيسور أندريه أفونين، لدعم نشاط الخلايا العصبية المثارة، يزداد تدفق الدم إليها، حيث يحمل الهيموغلوبين الموجود في الدم الأكسجين إلى خلايا الدماغ ويخلصها من ثاني أكسيد الكربون. ويمتص جزيء الهيموغلوبين الإشعاع الضوئي في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة بأطوال موجية تتراوح بين 780 و 2500 نانومتر، وتكون ذروة الامتصاص عند 850 نانومتر.

ويعتمد نظام التحكم في الطرف الاصطناعي الحيوي المبتكر في الجامعة على خاصية امتصاص الهيموغلوبين للضوء. ويقترح الباحثون استخدام مصدر خارجي للأشعة تحت الحمراء 'لتشعيع' القشرة الحركية في الدماغ، وجهاز استشعار خارجي لقياس كمية الضوء غير الممتص. حيث أن كمية الضوء المتبقية غير ممتصة تعكس نشاط الخلايا العصبية، وبالتالي الحركة التي يرغب الشخص في القيام بها.

وأشار البروفيسور أفونين إلى أن 'الأنظمة المماثلة الموجودة حاليًا، مثل تلك التي طورتها شركة إيلون ماسك، تتضمن زراعة أقطاب كهربائية مباشرة في الدماغ، وهو إجراء محفوف بالمخاطر. بالإضافة إلى ذلك، يجب استبدال هذه الأقطاب بعد فترة قصيرة من الاستخدام بسبب تلفها. بينما نقدم نحن استراتيجية أكثر أمانًا للتحكم في الأطراف الاصطناعية الحيوية دون الحاجة إلى زراعة أي أقطاب كهربائية في الدماغ، حيث سيتمكن الشخص من التحكم فيها باستخدام جهاز خارجي فقط'.

وقد قام علماء الجامعة بالفعل بتصنيع نموذج عملي لطرف اصطناعي يتم التحكم فيه عن طريق التفكير باستخدام جهاز إرسال للأشعة تحت الحمراء. ويمكن لهذه اليد الاصطناعية أداء حركات بسيطة، مثل قبض وبسط اليد، استجابة للإشارات الصادرة من الخلايا العصبية في الدماغ.

ويخطط المبتكرون لتطوير هذا النظام وإضافة القدرة على تحريك الأصابع وأداء حركات دقيقة تتطلب مهارات حركية معقدة، مثل استخدام قبضة الملقط بالإبهام والسبابة لأداء مهام مثل الكتابة والرسم والخياطة والعزف على الآلات الموسيقية. كما يعتزمون ابتكار أطراف اصطناعية مماثلة للساق.

اقرأ المزيد عن: