Beyin İmplantı Tamamen Felçli Hastanın İletişim Kurmasını Sağlıyor

SULTAN

Global Mod
Global Mod
2020’de, o zamanlar Tübingen Üniversitesi’nde ve Cenevre’deki Wyss Biyo ve Nöromühendislik Merkezi’nde biyomedikal mühendisi olan Ujwal Chaudhary, bilgisayarını hayretle izledi ve yıllarca üzerinde çalıştığı bir deney kendini ortaya çıkardı. . 34 yaşında felçli bir adam laboratuvarda sırtüstü yatıyordu, kafası bir kabloyla bilgisayara bağlıydı. Sentetik bir ses Almanca harfleri telaffuz ediyor: “E, A, D…”

Hastaya birkaç yıl önce hareketle ilgili beyin hücrelerinin ilerleyici dejenerasyonuna yol açan amyotrofik lateral skleroz teşhisi konmuştu. Adam gözbebeklerini bile hareket ettirme yeteneğini kaybetmişti ve tamamen iletişim kuramıyordu; tıbbi açıdan, tamamen kilitli bir durumdaydı.

Ya da öyle görünüyordu. Dr. Chaudhary’nin deneyi sayesinde, adam – doğrudan gözleriyle değil, gözlerinin hareket ettiğini hayal ederek – bilgisayarın yüksek sesle konuştuğu sabit akıştan harfleri seçmeyi öğrenmişti. Harflerle mektup, her dakika bir tane olmak üzere, sözcükleri ve cümleleri formüle etti.

“Wegen essen da wird ich erst mal des curry mit kartoffeln haben und dann bologna und dann gefuellte und dann kartoffeln suppe” diye yazmıştı bir noktada: “Yemek için önce patatesli köri, sonra Bolognese ve patates çorbası.”




Dr. Chaudhary ve meslektaşları şaşkına dönmüştü. Şu anda Almanya merkezli bir nörobiyoteknoloji şirketi olan ALS Voice gGmbH’de genel müdür olan ve artık hastayla çalışmayan Dr. Chaudhary, “Ben bunun mümkün olduğuna inanamadım” dedi.

Nature Communications’da Salı günü yayınlanan çalışma, tamamen kilitli durumdaki bir hastanın dış dünyayla uzun süre iletişim kurmasının ilk örneğini sağlıyor, diyor araştırmanın lideri ve eski bir bilim adamı olan Niels Birbaumer. Şimdi emekli olan Tübingen Üniversitesi’nde sinirbilimci.

Dr. Chaudhary ve Dr. Birbaumer, 2017 ve 2019 yıllarında tamamen kilitlenmiş hastalar üzerinde iki benzer deney yaptılar ve iletişim kurabildiklerini bildirdiler. Her iki çalışma da Alman Araştırma Vakfı tarafından yapılan bir soruşturmanın, araştırmacıların hastalarının muayenelerini yalnızca kısmen videoya kaydettikleri, analizlerinin ayrıntılarını uygun şekilde göstermedikleri ve yanlış beyanlarda bulundukları sonucuna varılmasının ardından geri çekildi. Alman Araştırma Vakfı, Dr. Birbaumer’in bilimsel bir görevi kötüye kullandığını tespit ederek, en ağır yaptırımlarından bazılarını uygulamaya koydu, bunlara beş yıllık teklif sunma yasağı ve vakıf için bir hakem olarak hizmet etme yasağı da dahil.

Ajans, Dr. Chaudhary’nin de bilimsel görevi kötüye kullandığını ve üç yıllık bir süre için aynı yaptırımları uyguladığını tespit etti. Hem ondan hem de Dr. Birbaumer’den iki makalesini geri çekmeleri istendi ve onlar reddetti.

Soruşturma, bir araştırmacı olan Martin Spüler’in 2018’de iki bilim insanı hakkında endişelerini dile getirmesinin ardından geldi.




Dr. Birbaumer sonuçların arkasında durdu ve Alman Araştırma Vakfı’na karşı yasal işlem başlattı. Alman Araştırma Vakfı sözcüsü Marco Finetti, davanın sonuçlarının önümüzdeki iki hafta içinde yayınlanmasının beklendiğini söyledi. Dr. Chaudhary, avukatlarının davayı kazanmayı beklediğini söyledi.

Alman Araştırma Vakfı’nın mevcut çalışmanın yayınlanması hakkında bilgisi yok ve önümüzdeki aylarda bunu araştıracak, dedi Bay Finetti. Bir e-postada, ismini vermek istemeyen bir Nature Communications temsilcisi, çalışmanın nasıl incelendiğine dair ayrıntılar hakkında yorum yapmaktan kaçındı, ancak sürece güvendiğini ifade etti. Temsilci, “Araştırmanın yüksek etik standartlarda yürütülmesini ve şeffaf bir şekilde rapor edilmesini sağlamak da dahil olmak üzere, yayınladığımız araştırmanın bütünlüğünü korumak için katı politikalarımız var” dedi.

Almanya’daki Freiburg Üniversitesi’nde beyin-bilgisayar arayüzü araştırmacısı olan Natalie Mrachacz-Kersting, “Bunun sağlam bir çalışma olduğunu söyleyebilirim” dedi. Çalışmaya dahil değildi ve daha önce geri çekilen makalelerden haberdardı.

Ancak California San Diego Üniversitesi’nden araştırmacı Brendan Allison çekincelerini dile getirdi. Dr. Allison, “Bu eser, Birbaumer’in diğer çalışmaları gibi, tarihi göz önüne alındığında devasa bir tuz dağı ile alınmalıdır” dedi. 2017’de yayınlanan bir makalede, kendi ekibinin, temel “evet” veya “hayır” yanıtlarıyla tamamen kilitli hastalarla iletişim kurabildiğini tanımladığını kaydetti.

Sonuçlar, her yıl dünya çapında artan ALS teşhisi konan insan sayısının yanı sıra minimal bilinçli ve koma durumları da dahil olmak üzere benzer şekilde tepkisiz durumlardaki hastalar için potansiyel umut vaat ediyor. Bu sayının 2040’a kadar 300.000’e ulaşacağı tahmin ediliyor.

Belçika’daki Liège Üniversitesi’nde Koma Bilim Grubu’nu yöneten nörolog ve araştırmacı Steven Laureys, “Bu bir oyun değiştirici” dedi. çalışma. Teknolojinin, kilitli veya bitkisel durumlardaki hastalar için ötenaziyi çevreleyen tartışmalarda etik sonuçları olabilir, diye ekledi: “Bunun ilerlemesini görmek, hastalara kendi kararlarında bir ses vermek gerçekten harika”.



Her biri 3,2 mm kare olan iki mikroelektrot dizisi, hastanın motor korteksinin (beynin hareketten sorumlu bölümü) yüzeyine yerleştirildi. Kredi… Wyss Center



Sayısız yöntem yanıt vermeyen hastalarla iletişim kurmak için kullanılmıştır. Bazıları, aile akrabaları tarafından geliştirilen temel kalem ve kağıt yöntemlerini içerir. Diğerlerinde, bir bakıcı, öğeleri işaret eder veya adlarını söyler ve mikro yanıtları arar – göz kırpma, hastadan parmak seğirmeleri.




Son yıllarda yeni bir yöntem ön plana çıktı: bir kişinin beyin sinyallerini komutlara çevirmeyi amaçlayan beyin-bilgisayar arayüzü teknolojileri. Elon Musk gibi araştırma enstitüleri, özel şirketler ve girişimci milyarderler teknolojiye büyük yatırımlar yaptılar.

Sonuçlar karışık ama ikna edici: sadece düşüncelerini kullanarak protez uzuvlarını hareket ettiren hastalar ve felç, multipl skleroz ve diğer rahatsızlıkları olanlar sevdikleriyle bir kez daha iletişim kuruyor.

Ancak bilim adamlarının şimdiye kadar yapamadığı şey, yeni çalışmadaki hiçbir hareket göstermeyen adam gibi insanlarla yoğun bir şekilde iletişim kurmaktır.

2017 yılında hasta tamamen kilitlenmeden önce ailesiyle iletişim kurmak için göz hareketlerini kullanmıştı. Yakında bu yeteneğini bile kaybedeceğini öngören aile, alternatif bir iletişim sistemi istedi ve her ikisi de yakınlarda çalışan beyin-bilgisayar arayüzü teknolojisi alanında öncü olan Dr. Chaudhary ve Dr. Birbaumer’e başvurdu.

Adamın onayıyla, beyin cerrahı ve çalışmanın yazarı Dr. Jens Lehmberg, adamın beyninin hareketi kontrol etmekle ilgili bölgelerine iki küçük elektrot yerleştirdi. Ardından, iki ay boyunca adamdan ellerini, kollarını ve dilini hareket ettirdiğini hayal etmesi istendi ve bunların net bir beyin sinyali oluşturup oluşturmayacağını görmek istedi. Ama çaba güvenilir hiçbir şey vermedi.

Dr. Birbaumer daha sonra, hastaların kendi beyin aktivitelerini aktif olarak manipüle etmek için eğitildikleri alışılmadık bir teknik olan işitsel neurofeedback’i kullanmayı önerdi. Adama ilk önce evet veya hayır anlamına gelen yüksek veya düşük bir not verildi. Bu onun “hedef tonu”ydu – eşleştirmesi gereken not.




Daha sonra kendisine, implante edilen elektrotların tespit ettiği beyin aktivitesini gösteren ikinci bir nota çalındı. Konsantre olarak – ve gözlerini hareket ettirerek, beyin aktivitesini etkili bir şekilde yukarı veya aşağı çevirmek için hayal ederek – ikinci tonun perdesini birinciyle eşleşecek şekilde değiştirmeyi başardı. Bunu yaparken, notanın nasıl değiştiğine dair gerçek zamanlı geri bildirim aldı ve evet demek istediğinde perdeyi yükseltmesine veya hayır için düşürmesine izin verdi.

Bu yaklaşım hemen sonuç verdi. Adam ilk deneme gününde, ikinci tonu değiştirmeyi başardı. On iki gün sonra, ikinciyi birinciyle eşleştirmeyi başardı.

Wyss Center’da bir sinirbilimci ve çalışmanın yazarı olan Jonas Zimmermann, “İşte o zaman her şey tutarlı hale geldi ve o bu kalıpları yeniden üretebildi” dedi. Hastaya kendi beyin aktivitesini değiştirmek için neyi hayal ettiği sorulduğunda, “Göz hareketi” yanıtını verdi.

Sonraki yıl boyunca, adam bu beceriyi sözcükler ve cümleler oluşturmak için kullandı. Bilim adamları, hastanın gözlerini hareket ettirebildiği zamanlarda ailesiyle kullandığı bir iletişim stratejisini ödünç aldı.

Harfleri beş renkten oluşan kümeler halinde gruplandırdılar. Bilgisayarlı bir ses önce renkleri listeledi ve adam, seçmek istediği harfin o sette olup olmadığına bağlı olarak “evet” veya “hayır” dedi. Ses daha sonra benzer şekilde seçtiği her harfi sıraladı. Tam cümleleri ifade etmek için bu adımları set, harf harf tekrarladı.

Heceleme çalışmasının ikinci gününde şunları yazdı: “Önce Niels’e ve onun birbaumer’ına teşekkür etmek istiyorum.”

Bazı cümleleri talimatları içeriyordu: “Anne kafa masajı” ve “Herkes gözlerime jeli daha sık kullanmalı.” Diğerleri aşermeyi şöyle tanımladı: “Gulaş çorbası ve bezelye çorbası.”




Adamın heceleyerek geçirdiği 107 günün 44’ü anlaşılır cümlelerle sonuçlandı. Ve hızda büyük değişkenlik olsa da, dakikada yaklaşık bir karakter yazdı.

“Vay canına, aklımı başımdan aldı” dedi Dr. Mrachacz-Kersting. Zihinlerini harekete geçirebilen kilitli hastaların daha uzun ve daha sağlıklı yaşamlar yaşayabileceğini tahmin etti.

Dr. Mrachacz-Kersting, bununla birlikte, çalışmanın bir hasta üzerinde yapıldığını ve diğer birçok hasta üzerinde test edilmesi gerektiğini vurguladı.

Diğer araştırmacılar da bulguları benimseme konusunda dikkatli olduklarını ifade ettiler.

ALS Derneği’nin misyon şefi Neil Thakur, “Bu yaklaşım deneyseldir, dolayısıyla hala öğrenmemiz gereken çok şey var” dedi.

Bu aşamada teknoloji, hastalar ve ailelerin çalıştıramayacağı kadar karmaşıktır. Dr. Chaudhary, onu daha kullanıcı dostu hale getirmenin ve iletişim hızını artırmanın çok önemli olacağını söyledi. O zamana kadar hastanın yakınları muhtemelen memnun kalacak dedi.

“İki seçeneğiniz var: dakika başına bir karakterde iletişim veya iletişim yok” dedi. “Ne seçiyorsun?”

Belki de en büyük endişe zamandır. İmplantların hastanın beynine ilk kez yerleştirilmesinden bu yana üç yıl geçti. Şu anda Wyss Center’da hastaya bakan Dr. Zimmermann, o zamandan beri, verdiği yanıtların önemli ölçüde daha yavaş, daha az güvenilir ve ayırt edilmesi genellikle imkansız hale geldiğini söyledi.




Bu düşüşün nedeni belirsiz, ancak Dr. Zimmermann bunun muhtemelen teknik sorunlardan kaynaklandığını düşündü. Örneğin, elektrotlar yaşam beklentilerinin sonuna yaklaşıyor. Ancak bunları şimdi değiştirmek akıllıca olmaz. Riskli bir işlem, dedi. “Birden hastanede yeni bakteri türlerine maruz kalıyorsunuz.”

Dr. Zimmermann ve Wyss Center’daki diğerleri, kullanımı daha güvenli olan kablosuz mikro elektrotlar geliştiriyorlar. Ekip ayrıca, kilitli olmayan hastalar üzerinde yapılan önceki çalışmalarda verimli olduğu kanıtlanmış diğer invaziv olmayan teknikleri de araştırıyor. Dr. Zimmermann, “İnsanlara ne kadar yardım etmek istesek de, yanlış umutlar yaratmanın da çok tehlikeli olduğunu düşünüyorum” dedi.

Aynı zamanda, Coma Science Group’tan Dr. Laureys, ufukta uygulanabilir yenilikler göründüğünde “sahte umutsuzluk” duygusunu beslemenin bir değeri olmayacağını söyledi.

“Bir bakıcı olarak, bir klinisyen olarak son derece heyecanlıyım” dedi. “Bu yeni bilimsel anlayışları ve teknolojiyi çok hassas ve dramatik koşullara sunmamızın harika olduğunu düşünüyorum.”
 
Üst