تتحكم فيها كأنها حقيقية.. اختراع ساق اصطناعية تعمل بطاقة الدماغ
تاريخ النشر: 2nd, July 2024 GMT
تقدم الأرجل الاصطناعية حلا مذهلا وفرصة عظيمة بالنسبة للعديد من الأشخاص الذين فقدوا أطرافهم لأسباب مرضية أو عقب تعرضهم للحوادث، إذ تساعدعم على استعادة القدرة على الحركة مرةً أخرى، لكن من أهم عيوب تلك الأطراف التقليدية، أنها ثقيلة ومن الصعب التحكم بها والتنقل بواسطتها بشكل طبيعي، لذلك طور باحثون من معهد «ماساتشوستس» للتكنولوجيا، ساقا جديدة توفر لهم إمكانية المشي بسلاسةٍ وسهولة.
تسمح الساق الاصطناعية الجديدة لمرتديها بالتحكم في حركتها عن طريق أفكارهم فقط، مثلها في ذلك كمثل الأطراف الطبيعية التي يقودها الدماغ، وبحسب مجلة «interesting engineering»، استطاعت المجموعة المشاركة في تجربة ارتداء الطرف الاصطناعي أن تؤدي الكثير من الحركات بشكل أكثر طبيعية، مثل المشي وصعود السلالم، وحتى القفز بخفة دون أن يشعروا بوجود عضو غريب عن أجسامهم، على عكس خوارزمية التحكم الروبوتية التي تعتمد عليها الأطراف الاصطناعية التقليدية.
تعتمد فكرة عمل الساق الاصطناعية على تقنية جراحية جديدة تسمى «الواجهة العصبية العضلية المضادة» ويجرى فيها الاحتفاظ بالأعصاب والعضلات الموجودة بنهاية الطرف المتبقي من عمليات البتر وإعادة توصيلها بالأطراف الاصطناعية لضمان متانتها والتحامها كعضو طبيعي بالجسم، إلا أن تلك الجراحات تؤدي إلى قطع الاتصالات بين العضلات المحفزة والعضلات المضادة التي تعمل معًا بشكل طبيعي مع الجهاز العصبي، لذلك عمل الباحثون على الاستفادة من الإشارات الصادرة عن العضلات المعاد ربطها بالساق الاصطناعية في تحديد رغبة المستخدم في التحكم بالقدم الاصطناعية من ثنيٍ وتوجيه ودوران.
التحكم بواسطة الدماغأوضح «هيو هير» المشرف الرئيسي على التجربة في حديثه لمجلة «interesting engineering»، أن الاختراع الجديد يعمل على ربط المستقبلات العصبية الأصلية بالمضادات العضلية بطريقة فسيولوجية بحيث يمكن للشخص بعد بتر ساقه أن يحرك طرفه الوهمي بالكامل بمستويات فسيولوجية عالية من الحس العميق ونطاق حركة يشمل الكثير من الامكانيات المعتمدة على الأقطاب الكهربائية الموجودة على الطرف المتبقي وهو الركبة، للكشف عن هذه الانقباضات العضلية ومراقبتها، ومن ثم تسجيل نشاط العضلات بواسطة خوارزمية متقدمة تعمل مثل جهاز فك التشفير لنقل الإشارات العصبية من الدماغ وتحويلها إلى أمر للساق الاصطناعية.
المصدر: الوطن
كلمات دلالية: أطراف صناعية طرف صناعي الأطراف الاصطناعية بتر الأطراف
إقرأ أيضاً:
علاج طبيعي واعد للالتهابات المعوية
كندا – اكتشف فريق دولي، بقيادة باحثين من جامعة تورنتو، مركبا طبيعيا في الزنجبيل يتميز بقدرته على الارتباط الانتقائي بمستقبل نووي متورط في مرض التهاب الأمعاء (IBD) وتنظيم نشاطه.
وأثناء دراسة المركبات الكيميائية في الزنجبيل، لاحظ الباحثون تفاعلا قويا بين مركب اسمه “فورانودينون” (FDN) ومستقبل “بريجنان إكس” (PXR)، وهو بروتين يلعب دورا رئيسيا في تنظيم الالتهاب. وأظهرت التجارب أن FDN يساعد في تقليل التهاب القولون من خلال تنشيط PXR، ما يعزز قدرته على تثبيط إنتاج السيتوكينات المسببة للالتهاب.
وعلى الرغم من معرفة العلماء بالمركب منذ عقود، فإن وظائفه البيولوجية لم تحدد بدقة إلا الآن.
وقال جيا باو ليو، الباحث المشارك في مركز دونيلي للأبحاث الخلوية والجزيئية بجامعة تورنتو: “وجدنا أن إعطاء FDN عن طريق الفم يقلل بشكل ملحوظ من التهاب القولون لدى الفئران. إن تحديد المستقبل النووي المستهدف لهذا المركب يبرز إمكانات الطب التكميلي والتكاملي في علاج مرض التهاب الأمعاء. نحن نعتقد أن المنتجات الطبيعية قد تكون أكثر دقة في تنظيم المستقبلات النووية مقارنة بالمركبات الاصطناعية، ما يتيح تطوير علاجات بديلة فعالة من حيث التكلفة ومتاحة على نطاق واسع”.
ويتميز FDN بعدة فوائد تجعله خيارا علاجيا واعدا، أبرزها: إصلاح بطانة الأمعاء، حيث يعزز إنتاج بروتينات الوصلات الضيقة (تلعب دورا رئيسيا في تنظيم نفاذية بطانة الأمعاء والحفاظ على سلامتها)، ما يساعد على إصلاح الأنسجة المتضررة بسبب الالتهاب. وتقليل الآثار الجانبية، حيث يقتصر تأثيره على القولون، ما يقلل من خطر المضاعفات في بقية الجسم.
وتلعب المستقبلات النووية دورا رئيسيا في التفاعل مع الجزيئات المسؤولة عن التمثيل الغذائي والالتهاب. ويعد PXR مسؤولا عن استقلاب المواد الغريبة مثل الأدوية والسموم الغذائية، ما يستلزم التحكم الدقيق في ارتباطه بـ FDN لتجنب أي تأثيرات غير مرغوبة على وظائف الجسم الأخرى.
وقال هنري كراوس، الباحث الرئيسي في الدراسة وأستاذ علم الوراثة الجزيئية بكلية طب تيميرتي بجامعة تورنتو: “تزايدت معدلات الإصابة بمرض التهاب الأمعاء في البلدان المتقدمة والنامية بسبب التحول نحو الأنظمة الغذائية الغنية بالدهون والسكريات والمكونات المعالجة. المركب الطبيعي المستخرج من الزنجبيل قد يكون خيارا علاجيا أكثر أمانا من الأدوية التقليدية، لأنه لا يثبط الجهاز المناعي أو يؤثر على وظائف الكبد، ما يجنب المرضى التعرض لآثار جانبية خطيرة. وهذا يجعله أساسا محتملا لعلاج أكثر فعالية وأقل تكلفة”.
جدير بالذكر أن مرضى التهاب الأمعاء يعانون من أعراض مزمنة مثل آلام البطن والإسهال، وغالبا ما يبدأ المرض في مرحلة مبكرة من العمر، حيث يتم تشخيص نحو 25% من الحالات قبل سن العشرين. ومع عدم توفر علاج نهائي، يعتمد المرضى على أدوية للتحكم في الأعراض مدى الحياة، ما يفرض أعباء نفسية واقتصادية كبيرة.
نشرت الدراسة في مجلة Nature Communications.
المصدر: ميديكال إكسبريس
واشنطن: "اتفاق المعادن" مع أوكرانيا لا يشمل ضمانات أمنية