טכנולוגיה חדשה משיבה תחושה ותנועה לנפגעי חוט שדרה
ארה"ב: מטופל משותק על רקע פגיעת חוט שדרה הצליח להשיב את התנועה והתחושה ביד באמצעות מערכת פורצת דרך הפועלת בטכנולוגיה של "מעקף עצבי כפול", בשילוב בינה מלאכותית. הטכנולוגיה מובילה לחיווט מחדש של המסלולים העצביים הפגועים – כאשר היכולות נותרות גם לאחר ניתוק מהמכשירים
אנשים הסובלים משיתוק בארבע גפיים בעקבות פגיעה בחוט השדרה מדרגים את השבת התפקוד בידיים בעדיפות גבוהה במיוחד, אפילו יותר מהיכולת ללכת או לשלוט על הסוגרים ושלפוחית השתן. מחקרים מצביעים על השבת תפקוד בידיים כאמצעי החשוב ביותר לעצמאות ואיכות חיים אצל המטופלים. אולם למרות התקווה, ההתאוששות משיתוק בידיים על רקע פגיעות חוט שדרה נדירה ביותר.
ברפואה אין כיום טיפולים מאושרים שהוכיחו יעילות בהשבת התפקוד לידיים ששותקו על רקע פגיעת חוט שדרה. מדי פעם נשמעות פריצות דרך דרמטיות: כך, למשל, מספר צוותי מדענים בעולם וכן בישראל מפתחים בשנים האחרונות ידיים ביוניות-רובוטיות, שמולבשות על היד המשותקת ומופעלות בשיטות שונות, בין השאר גם בכוח המחשבה. בפברואר 2023 דיווחו חוקרים אמריקאים כי הצליחו לפתח טיפול טכנולוגי חדיש בפולסים חשמליים לחוט השדרה שהצליח להשיב תנועות ידיים לאנשים משותקים בעקבות שבץ מוחי שארע לפני שנים. מחקר אמריקאי נוסף שפורסם במאי 2024 בכתב העת Nature Medicine זיהה כי טיפול בגירוי חשמלי של חוט השדרה הצליח לשפר את תפקודי הידיים של נפגעים, לרבות שיפור בכוח האחיזה, בצביטה וביכולות מוטוריות ותחושתיות בידיים. בנוסף, מספר צוותי מחקר בוחנים טיפולים בהזרקת תאי גזע לידיים ששותקו כתוצאה מפגיעות בחוט השדרה הצווארי – בניסיון לחדש את מערכת העצבים ולהשיב את התפקוד האבוד.
עתה חושף מחקר חדש ומקיף טכנולוגיה חדשנית ופורצת דרך בשם "מעקף עצבי כפול" (Double Neural Bypass), שהצליחה לשחזר באופן מידי תפקוד בידיים ולעודד התאוששות נוירולוגית ארוכת טווח אצל מטופל עם שיתוק מלא בארבע גפיים כתוצאה מפגיעה בחוט השדרה. פריצת הדרך מאפשרת כיום למטופל לבצע בידיו פעולות עצמאיות יומיומיות שהיו בלתי אפשריות עבורו, למשל להאכיל את עצמו, לגרד את פניו ולקנח את אפו.
מעקף למערכת העצבים
ההשפעות ארוכות הטווח של הטכנולוגיה החדשנית, שזכתה להכרה עולמית ואף נכללה בהיכל התהילה של ההמצאות הטובות ביותר של מגזין TIME, הוכחו לאחרונה במחקר קליני שנערך במשך שלוש שנים במכוני פיינשטיין (Feinstein) למחקר רפואי שבמדינת ניו יורק בארה"ב.
במחקר נמצא כי המערכת מסוגלת לחווט מחדש מסלולים עצביים פגועים, כך שהשיפור בכוח השרירים ובתחושה נשמר בגופו של המטופל גם חודשים ושנים לאחר שהוא מנותק לחלוטין מהמחשב ומהמכשירים.
המערכת ההיברידית משלבת טכנולוגיית ממשק מוח-מחשב (BCI) יחד עם אלגוריתמים מתקדמים של בינה מלאכותית (AI), למידת מכונה וגירוי חשמלי ברמת דיוק גבוהה.
כאשר המטופל מחובר למערכת במעבדה, היא פועלת בשני כיוונים במקביל:
- מהמוח אל השריר: כאשר המטופל מדמיין את תנועת ידו, הבינה המלאכותית (AI) מפענחת את האותות העצביים (ברמת דיוק של עד 84.6%). אותות אלו מתורגמים לתבניות של גירוי חשמלי המועברות למדבקות על עור האמה, ומפעילות את השרירים המשותקים שלו.
- מהיד חזרה אל המוח: במקביל, למטופל מוצמד על האמה מכשיר מיוחד המכיל חיישני כוח, אשר מודדים את עוצמת הלחץ בזמן אחיזה ומפעילים דפוסי גירוי חשמלי בקליפת המוח התחושתית, וכך מייצרים אצל המטופל תחושת מגע פיזית בזמן אמת במיקומים ספציפיים בכף היד.
המטופל בניסוי היה קית' תומאס (Keith Thomas), בן 48 המתגורר באי לונג איילנד שבמדינת ניו יורק, אשר נפצע בתאונת צלילה אשר הותירה אותו עם שיתוק תחושתי ומוטורי מלא. בעת הרשמתו לניסוי הוא נזקק לעזרה מלאה בכל פעולות היומיום ולא היה מסוגל להרים את ידיו אל פניו או לחוש מגע.
בשלב הראשון, תומאס עבר ניתוח גולגולת פתוח שנמשך 15 שעות, במסגרתו הושתלו במוחו חמישה מערכים של אלקטרודות זעירות בקליפת המוח המוטורית והתחושתית. בהמשך, במשך שבועות הוא עבר אימונים כשהוא מחובר למערכת החדשה בתנאי מעבדה.
בזמן החיבור למכשיר, רמת השליטה הפכה לכל כך עדינה וטבעית, שתומאס הצליח להרים קליפות ביצים חלולות ב-87% מהפעמים מבלי לשבור אותן, ותוך כדי כך לנהל שיחה חופשית ללא מאמץ מחשבתי חריג.
לאחר 35 שבועות של אימון במערכת החדשה, תומאס השיג עליה של 86% בכוח שרירי זרוע ימין ו-62% בכוח שרירי זרוע שמאל, והצליח להאכיל את עצמו ולשתות מכוס באמצעות ידו. בזכות השינוי הביולוגי שחל בגופו, גם תקופה ארוכה לאחר שהוא נותק לחלוטין מהמכשירים תומאס מסוגל כיום להרים את ידיו באופן עצמאי, לגרד את פניו ולנגב את פיו.
גם חוש המישוש של תומאס השתפר. באמצעות טכניקה שנקראת "שיקוף קורטיקלי", החוקרים אימנו את המוח של תומאס לקשר מחדש בין מחשבה למגע. לאחר כ-25 שבועות, הוא חזר להרגיש מגע פיזי אמיתי בגופו באזור בפרק כף היד שהיה נטול תחושה לחלוטין מאז פציעתו – תחושה שנשארת אתו גם לאחר הניתוק מהמכשירים.
בבדיקת מעקב קלינית שנערכה לאחרונה, נמצא כי ההישגים והיכולות הללו נותרו בעינם גם בחלוף למעלה משנתיים מסיום הטיפול ומאז שנותק מהמערכת.
המחקר נתמך בין השאר על ידי מחלקת הבריאות במדינת ניו יורק, וממצאיו הדרמטיים פורסמו לאחרונה ככתבת השער של כתב העת המדעי Nature Medicine.
מסלולים עצביים חדשים
החוקרים מסבירים כי הגירוי החשמלי המשולב אילץ את מערכת העצבים להפגין נוירופלסטיות – קרי, לפתח קשרים ומסלולים עצביים ביולוגיים חדשים ועקביים אשר עוקפים את אזור הפציעה. במילים פשוטות: המחשב לא רק הניע את היד במקום המטופל, אלא לימד את הגוף לעשות זאת שוב בכוחות עצמו.
"היכולת להרגיש את היד של אחותי, ללטף את הכלבה שלי ולהרגיש את הפרווה שלה – החוויות האלו שהפציעה לקחה ממני חזרו אליי", אמר מר תומאס בהודעה לעיתונות שהופצה עם פרסום הממצאים. "אבל מעבר לשעות הניסוי במעבדה, בחיי היומיום אני יכול כעת לגרד בפנים ולנגב את העיניים שלי באופן עצמאי. הטכנולוגיה הזו החזירה לי גם את החיבור האנושי לעולם וגם את תחושת העצמי שלי".
החוקרים ממשיכים לפתח ולבחון את הטכנולוגיה, ומסבירים כי עיצוב המערכת מאפשר להתאים אותה באופן אישי לדפוסי פציעה שונים, ואף ליישם אותה בעתיד במצבים נוירולוגיים אחרים כגון פגיעות מוטוריות לאחר שבץ מוחי.
לצד הפיתוח החדש, מספר קבוצות מחקר נוספות מבקשות להסתייע באלקטרודות המושתלות במוח כטיפול לשיקום שיתוק בידיים על רקע פגיעות חוט שדרה. בנובמבר 2023 תארו חוקרים אמריקאים מאוניברסיטת Case Western Reserve והמרכז הרפואי קליבלנד קליניק בכתב העת Neurosurgery טכנולוגיה דומה שכללה השתלת אלקטרודות במוח השולטות על תנועות ידיים ומאפשרות להשיב תנועתיות בפגיעת חוט שדרה אצל מטופל בן 27. בטכנולוגיה זו נעשה שימוש משולב באלקטרודות המושתלות בקליפת המוח יחד עם אלקטרודות בצורת שרוול המולבשות סביב העצבים ביד הנגדית ליד המשותקת, במטרה באופן המכוון לאפשר "השבה דו־כיוונית של התפקודים המוטוריים והתחושתיים של הזרוע וכף היד לאחר פגיעה נוירולוגית", בדומה לשיטת המעקב העצבי הכפול המתוארת בעבודה הנוכחית.
