ابتكر باحثون اميركيون جهازا دقيقا يصفونه بانه جهاز لتوفير "نافذه الي الدماغ"، والذي من شانه تمكين الاطباء من رؤيه ما في داخل الجمجمه، وربما علاج بعض المرضي. ويعتبر الدماغ من اكثر اجزاء الجسم حساسيه وتعقيدا، لذا فان العبث بنشاطه قد يبدو تفكيرا ساذجا. ولكن علماء الاعصاب، مسلحين بفهم متزايد لطريقه معالجتنا لادراكنا الحسي وذكرياتنا، بداوا في ابتكار طرق لزرع تلك الاجهزه الدقيقه في الدماغ علي امل التمكن من معالجه مجموعه من الاضطرابات التي تتراوح ما بين العمي والشلل. لكن كيف تعمل تلك الاجهزه الدقيقه المنزرعه في الدماغ، وما الذي يمكن ان تحققه؟ مواضيع قد تهمك نهايه نضع بين يديكم هذا الدليل الي العالم المدهش لزراعه الاجهزه الدقيقه في الدماغ. 1- اختيار الطريق بعض الاجهزه الدقيقه المنزرعه بالدماغ، والتي تقدم تحفيزا عميقا للدماغ، تعالج حاليا حالات كمرض الشلل الرعاشي . والهدف الاساسي هو التواصل مع الدماغ باستخدام اشارات معقده من شانها ان تسمح للاطباء بعلاج عدد من الاضطرابات الاخري. وتحاول احدي انواع تلك الاجهزه تصحيح مشكله ما مثل النظر او السمع. وعلي سبيل المثال، فان عمليات زرع شبكيه العين قد يمكن لها ان تحل محل عيون تعاني من مشاكل، بينما تساعد عمليات زرع قوقعه الاذن علي اعاده السمع للصم، وقد نجحت هذه العمليات الي حد ما حتي الان. والنوع الثاني من تلك الاجهزه يمكنه ان يرسل اشارات من الدماغ الي الاطراف لعلاج الشلل، او تشغيل اطراف اليه. ونوع ثالث منها قد يسد الثغرات في الروابط العصبيه داخل الدماغ نفسه-عن طريق استبدال الجزء المعطوب بهدف حفظ الذاكره او تجديدها. 2- فك الرموز بالنسبه لكل هذه الانواع من جراحات زراعه الاجهزه في الدماغ، فان واحده من اكبر العقبات هي تفكيك رموز الدماغ من اجل التواصل معه بلغته الخاصه. واحدي التقنيات الواعده التي طورها سام ديدوايلر في كليه ويك فورست للطب تتم من خلال خوارزميات تعرف باسم "ميمو" والتي تستخدم عاده لتفسير الرسائل في الاتصالات اللاسلكيه. فعندما يقرا الجهاز الدقيق الرسائل الكهربائيه التي يطلقها الدماغ، يمكنه معرفه اي تسلسل من الاشارات يتطابق مع افعال معينه، واعاده اصدارها عند الضروره- وهي تقنيه قد تكون مفيده في استعاده الذاكره المفقوده. 3- تدريب الدماغ لجات الباحثه شيلا نايرنبيرغ، من جامعه كورنل، الي تقنيه خوارزميه مختلفه لمعرفه كيفيه ارسال العين للمعلومات الي الدماغ، وذلك خلال محاولاتها تركيب شبكيه اصطناعيه. وكما كان عمل ديدوايلر، فان عملها تضمن تدريب الجهاز علي تجارب من العالم الحقيقي؛ وفي هذه الحاله، فقد سجلت شبكيات سليمه وهي تنظر الي صور من متنزه محلي. وقالت الباحثه ان الحل كان يتمثل في ايجاد طرق لتبسيط المعلومات، كما تفعل العيون السليمه بشكل طبيعي. موضحه ذلك بالقول: "ان الشبكيه تلتقط ما تحتاج اليه وترمي ما لا تحتاجه" 4- التسلل الي الدماغ بمجرد معرفه شيفره الدماغ، فان التحدي التالي هو نقل تلك الاشارات بسلام ودون الاضرار بالانسجه العصبيه الحساسه. اذ ان الاقطاب الكهربائيه تسبب الندوب ويعمل النظام المناعي علي مهاجمتها، الا ان هناك طرقا للتخفيف من حده ذلك الضرر. فيمكن لف تلك الاقطاب بالحرير كي تنزلق داخل النسيج العصبي، او يمكن لفها بناقلات عصبيه وهرمونات النمو لتشجيع الخلايا العصبيه المحيطه بها علي ايجاد اتصالات جديده معها. وينظر بعض الباحثين في امكانيه صناعه الاقطاب الكهربائيه ذاتها من "الهلاميات المائيه" اللينه، وهي الماده المستخدمه في صناعه العدسات اللاصقه. 5- استخدام الضوء بدلا من ذلك، يمكن اجراء ما يشبه عمليه التدليك للخلايا العصبيه بالشعاع الضوئي. و تستخدم الباحثه نايرنبيرغ، علي سبيل المثال، تقنيه تدعي "علم البصريات الوراثي" في تحضير الشبكيات الاصطناعيه. وهذا يتضمن العمل علي الخلايا العصبيه المعنيه وراء العين، بحيث تطلق اشارات لدي التعرض الي تردد معين من الضوء. ثم يرسل الجهاز المستخدم اشارات التواصل باشعاعات قصيره. و يقلل ذلك من مخاطر اتلاف النسيج العصبي، وبامكانه تحديد الخلايا التي تحتاج الي البدء بالعمل بشكل دقيق. 6- الامداد بالطاقه مد الاجهزه المنزرعه بالطاقه داخل الدماغ هي قضيه مهمه اخري. ويبدو ان شحن تلك الاجهزه لاسلكيا هي افضل طريق حتي الان. اذ ان بث ما يكفي من الطاقه دون رفع درجه حراره انسجه الدماغ امر صعب، ولكن يمكن القيام به. وقد عمل فريق من الباحثين مؤخرا علي تطوير جهاز هوائي بحجم حبه الارز يمكنه التقاط الطاقه من خلال بضعه سنتمترات من الانسجه، دون تجاوز الحد الامن من الاشعاع الكهرومغناطيسي. 7- اختراق الحواس؟ يمكن استخدام هذه الاجهزه في المستقبل المنظور لعلاج الاشخاص الذين يعانون من اعاقات شديده فقط. وكانت الرقائق التي استخدمت لتمكين المعاقين من المشي باطراف اليه قد اظهرت بعض النجاح في التجارب التي اجريت علي الانسان. هذا في الوقت الذي تامل فيه الباحثه نايرنبيرغ من اختبار شبكيات العيون الصناعيه علي الانسان في غضون عامين. في الوقت ذاته، تامل وكاله الدفاع الاميركيه لمشروع الابحاث المتقدمه في اختبار اجهزه لعلاج فقدان الذاكره بحلول عام 2019. ويامل بعض المفكرين بالمستقبل ان تتمكن عمليات زراعه الاجهزه الدقيقه في الدماغ حتي من منح قدرات تفوق القدرات الانسانيه للناس الاصحاء. ولاعطاء فكره لما قد يحدث مستقبلا، فقد اخترق احد الصحفيين مؤخرا سماعه اذنه كي يتمكن من سماع صوت اشارات الانترنت "الواي فاي" اثناء تجواله في لندن. لذا، فليس من المستحيل ان يتمكن شخص لديه جهاز مزروع في قوقعه اذنه من فعل الشيء ذاته، او حتي استخدامه للتنصت علي محادثات في غرفه اخري. وواقعيا، فمن غير المرجح ان يقرر اشخاص اصحاء الخضوع لعمليات جراحيه كهذه لاهداف ترفيهيه، ولكن من يعلم؟ فاعاده النظر الي المكفوفين، او مساعده المصابين بالشلل علي المشي، كانت، في نهايه المطاف، امورا ابعد ما تكون عن خيالنا قبل عده عقود. يمكنك قراءه الموضوع الاصلي علي موقع BBC Future.
بدا بعض العلماء العمل علي صنع اجهزه دقيقه جدا يمكن زراعتها بالدماغ، وياملون بان تعالج المكفوفين، وتساعد المصابين بالشلل علي المشي. لكن كيف تعمل هذه الاجهزه المنزرعه؟