Tıpta bir eşik daha aşıldı: Beyin implantı uygulanan felçli kişi yürüme yetisi kazandı!

Tıp tarihinde çok önemli yeni bir eşik daha aşıldı ve sadece bir fantezi olarak görülen insan bedeni ile akıllı cihazların kombinasyonu gerçeğe bir adım daha yaklaştı. Felçli kişilere yeniden hareket kabiliyeti kazandırmaya çalışan bir grup bilim insanı beyne yerleştirilen yapay zeka destekli sensörler ile uzun süredir felçli yaşayan bir kişiyi yeniden yürütebilmeyi başardılar. İsviçre’de gerçekleştirilen araştırmada beyin implantları yardımıyla Gert-Jan Oskam isimli felçli kişi, yürüme yetisine kısmende olsa yeniden kavuştu. Bu gelişme, felçli hastaların hayat kalitesini önemli ölçüde arttırabilir.

Bisiklet kazası sonucu 12 yıl önce felç olan 40 yaşındaki Hollandalı Gert-Jan Oskam, kendisine uygulanan beyin implantı sayesinde artık yürüyebiliyor. Elektronik beyin implantları, Oskam’ın beyin sinyallerini saptayarak omurgasındaki ikinci bir implant aracılığıyla kablosuz olarak bacaklarına ve ayaklarına iletiyor. Bu sayede ayakta durabilen Oskam, yürüyebiliyor ve merdiven çıkabiliyor.

Nöronları taklit eden yeni çip, felç ve kalp hasarı tedavisinde devrim yaratabilir

Beyin ve omurilik arasında kurulan dijital köprü felç nedeniyle yürüyemeyen kişilerin yeniden yürüyebilmesi için bir tedavi seçeneği haline gelebilir mi? Kaza ve yaralanma nedeniyle oluşan omurilik hasarı, beyin ve omurilik arasındaki iletişimi keserek felce yol açıyor. Hareketleri kontrol eden ve omuriliğin elektriksel stimülasyonunu yönlendiren beyin sinyallerini çözen yapay zeka destekli bir implant, bu iletişimi yeniden kurarak omurilik yaralanması olan felçli kişilerin yeniden yürümesine olanak sağlıyor.

Prof. Dr. Jocelyne Bloch

Sonuçları kısa süre önce bilim dergisi Nature’de yayınlanan araştırma tıp dünyasında çok önemli bir eşiğin daha geçildiğini gösteriyor. Geliştirdikleri sistemin hala araştırma aşamasında olduğunu açıklayan çalışmanın yazarlarından Lozan Üniversitesi uzmanlarından beyin cerrahı Prof. Dr. Jocelyne Bloch, implantları ameliyatla yerleştirdiklerini ve sonuçların oldukça ümit verici olduğunu, bu nedenle bir an önce klinik deneylere başlamak istediklerini belirtiyor. Sistemin hala araştırma aşamasında olduğunu vurgulayan Prof. Dr.  Bloch, bu teknolojinin felçli hastaların kullanımına sunulması için bir süre daha beklemek gerektiğini vurguluyor.

İmplantlar beyin zarına yerleştirildi

Oskam’a hareket kazandırma operasyonu, beynin hareketi kontrol eden bölgelerindeki kafatasının her iki tarafında 5 cm çapında iki delik açılmasıyla başladı. Oskam’ın beynine yürüme eylemiyle ilgili beyin sinyallerini kablosuz olarak ileten disk şeklinde iki implant yerleştirildi. Beyinden alınan sinyalleri bacak ve ayak kaslarını hareket ettirme talimatlarına çevirebilmek için yapay zeka destekli bir algoritma geliştiren araştırmacılar, bu sayede, Oskam’ın yürümesini sağlayabildiler.

Yapay zeka kanser tanı ve tedavisinin kaderini değiştirebilir mi?

Önceki çalışmalardan farklı olarak, yeni sistem, Oskam’ın düşüncelerini bacak ve ayak kaslarını hareket ettirme talimatlarına dönüştürebiliyor. Sistem, doğrudan beyinden omurganın hasarlı kısmına giden zayıf sinyalleri güçlendiriyor ve doğal bir hareket oluşmasını sağlıyor. Bu teknoloji hala gelişim aşamasında olsa da ümit vaat ediyor.

Araştırmacılar ilk olarak Oskam’ın kafatasına ve omuriliğine elektrotlar yerleştirdi. Ekip, sonra hangi beyin kısımlarının onun vücudunun farklı kısımlarını hareket ettirmeye çalışırken parladığını gözlemlemek için yapay zeka programı kullandı. Bu düşünce dekoderi, belirli elektrotların aktivitesini belirli niyetlerle eşleştirebildi. Bir konfigürasyon, Oskam ayak bileklerini hareket ettirmeye çalıştığında, başka biri kalçalarını hareket ettirmeye çalıştığında parladı.

Bu implantın bir başka parçası yürümeyle ilgili sinir uçlarına bağlandı. Beyinden gelen sinyallerin işe yaraması için sinyaller yapay zeka uygulaması ile anlamlı hale getiriliyor. Daha sonra bacak ve ayak kaslarını hareket ettirme talimatlarına çevriliyor. Operasyon tamamlandıktan sonra sistemin işe yarayabilmesi için Oskam birkaç hafta eğitim gördü.

Bu yeni beyin-omurilik arayüzü teknolojisi, felçli hastaların hayatını büyük ölçüde değiştirebilir. Şimdilik araştırmaların çok başında olsak da en zor eşik aşılmış durumda ve sistemin işe yaradığı ve uygulanabilir olduğu kanıtlanmış oldu. Bundan sonrası için sadece daha çok kaynak ve araştırmayı genişletecek bilim insanlarına ihtiyaç var.

Gert-Jan Oskam, 2011 yılında geçirdiği bir trafik kazası sonucu felç oldu ve kalçasından aşağısını kullanamıyor. “12 yıldır ayaklarımı yeniden kullanabilmek için pek çok tedavi gördüm” diyen Oskam, operasyondan sonra düzenlenen basın toplantısında “Artık imkansız gibi görünen pek çok şeyi yapabiliyorum. Kısa sürede yeniden doğal bir şekilde yürümeyi öğrendim” diyor.

Çalışmanın özeti

Walking naturally after spinal cord injury using a brain–spine interface

Omurilik yaralanması beyin ile omuriliğin yürümeyi sağlayan bölgesi arasındaki iletişimi keserek felce yol açar. Bu çalışmada, beyin ile omurilik arasında, kronik tetraplejili bir bireyin topluluk ortamlarında doğal bir şekilde ayakta durmasını ve yürümesini sağlayan dijital bir köprü ile bu iletişimi yeniden kurmayı amaçladık. Beyin-omurga arabirimi (BSI), kortikal sinyaller ile yürüme üretiminde yer alan omurilik bölgelerini hedefleyen epidural elektriksel stimülasyonun analog modülasyonu arasında doğrudan bir bağlantı kuran tamamen implante edilmiş kayıt ve stimülasyon sistemlerinden oluşur.

ChatGPT, doktorları geride bıraktı: Daha bilgilendirici, detaylı ve empatik yanıtlar verdi

Son derece güvenilir bir BSI birkaç dakika içinde kalibre edilir. Bu güvenilirlik, evde bağımsız kullanım sırasında da dahil olmak üzere bir yıl boyunca sabit kaldı. Katılımcı, BSI’nin ayakta durmak, yürümek, merdiven çıkmak ve hatta karmaşık arazileri geçmek için bacaklarının hareketleri üzerinde doğal kontrol sağladığını bildirdi. Ayrıca, BSI tarafından desteklenen nörorehabilitasyon, nörolojik iyileşmeyi sağladı. Katılımcı, BSI kapatıldığında bile koltuk değnekleriyle yerde yürüme yeteneğini yeniden kazandı. Bu dijital köprü, felçten sonra hareketin doğal kontrolünü yeniden sağlamak için çok önemli bir çerçeve oluşturabilir.

BSI’nın tasarımı, teknolojisi ve yerleştirilmesi.

64 elektrottan oluşan iki kortikal implant, ECoG sinyallerini toplamak için sensorimotor korteks üzerine epidural olarak yerleştirilir. Bir işleme birimi motor niyetleri tahmin eder ve bu tahminleri lumbosakral omuriliğin dorsal kök giriş bölgelerini hedef alan epidural elektriksel stimülasyon programlarının modülasyonuna çevirir. Stimülasyonlar, 16 elektrotlu kürek ucuna bağlı implante edilebilir bir puls üreteci tarafından iletilir. b. Kortikal implant konumlarının ameliyat öncesi planlamasını ve ameliyat sonrası doğrulamayı bildiren görüntüler. L, sol; R, doğru. c, Alt ekstremite kasları ile ilişkili dorsal kök giriş bölgelerini hedeflemek için kürek ucunun optimal lokalizasyonunu tahmin eden kişiselleştirilmiş hesaplama modeli ve ameliyat sonrası doğrulama.

YORUMUNUZ VAR MI?

Label

İsim*

Email*

Δ

Label

İsim*

Email*

Δ

0 Yorum

Inline Feedbacks

Tüm yorumları gör