ابتكر علماء جامعة بيلغورود الوطنية للبحوث طرفا اصطناعيا يتم التحكم به عن طريق قوة التفكير، لا يتطلب ربطه بالدماغ البشري بعملية جراحية خطيرة.
ويشير علماء الجامعة إلى أن الدماغ البشري ينقسم إلى أقسام، كل قسم مسؤول عن وظائف خاصة به في الجسم. والتحكم بالحركات مسؤولة عنه منطقة في الفص الجبهي تسمى القشرة الحركية. فعندما يريد الشخص تحريك أصابعه، أو ضغط قبضته، أو القيام بأي عمل آخر، تحفز مجموعات فردية من الخلايا العصبية في القشرة الحركية. فإذا حددنا الخلايا العصبية التي أصبحت نشطة، فيمكننا نقل الإشارة اللازمة إلى الطرف الاصطناعي.
ووفقا للبروفيسور أندريه أفونين، لدعم عمل الخلايا العصبية المثارة، يتدفق الدم إليها، والهيموغلوبين الموجود فيه يحمل الأكسجين إلى خلايا الدماغ، ويأخذ ثاني أكسيد الكربون. ويمتص جزيء الهيموغلوبين الإشعاع الضوئي في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة بطول موجي يتراوح بين 780 إلى 2500 نانومتر (الأكثر نشاطا 850 نانومتر).
ويعتمد نظام التحكم في الأطراف الصناعية الحيوية المبتكرة في الجامعة، على خاصية الهيموغلوبين في امتصاص الضوء. ويقترح الخبراء لقراءة الأفكار تركيب مصدر خارجي للأشعة تحت الحمراء التي “تشعع” القشرة الحركية في الدماغ، وجهاز استشعار خارجي لتحديد كمية الضوء غير الممتصة لأن كمية الضوء التي تبقى غير ممتصة تحدد الخلايا العصبية النشطة، وبالتالي الإجراء الذي يريد الشخص القيام به.
ويقول البروفيسور: “تتضمن الأنظمة المماثلة في العالم، كالتي طورتها شركة إيلون ماسك، زرع أقطاب كهربائية مباشرة في الدماغ، وهو أمر خطير بحد ذاته. إضافة إلى ذلك، يجب تغيير الأقطاب الكهربائية بعد فترة قصيرة من الاستخدام بسبب عطلها. ونحن نقدم استراتيجية أكثر أمانا للتحكم في الأطراف الاصطناعية الحيوية المماثلة دون الحاجة إلى زرع أقطاب كهربائية في الدماغ. حيث سيتمكن الشخص من التحكم فيها باستخدام جهاز خارجي”.
وقد صنع علماء الجامعة نموذجا عاملا لطرف اصطناعي يتم التحكم فيه عن طريق الفكر عبر جهاز إرسال الأشعة تحت الحمراء. يمكن لهذه اليد الاصطناعية القيام بحركات بسيطة، مثل شد وبسط اليد “حسب الطلب” من الخلايا العصبية في الدماغ.
ويخطط المبتكرون لتحسين المنظومة إضافة القدرة على تحريك الأصابع وأداء الإجراءات التي تتطلب مهارات حركية دقيقة باستخدام قبضة الملقط بالإبهام والسبابة (الزر، والكتابة، والرسم، والخياطة، والعزف على الآلات الموسيقية، وما إلى ذلك). كما يخططون لابتكار أطراف مماثلة للساق.
