שתל מוחי אפשר לאדם משותק לחלוטין לתקשר עם סביבתו

אדם משותק לחלוטין, הסובל מתסמונת הנעילה (locked-in syndrome) הצליח לשלוח הודעות למשפחתו לאחר שהושתלו במוחו אלקטרודות שאפשרו לו לאיית מילים ומשפטים תוך שימוש במחשבה בלבד. הוא האדם המשותק הראשון שמשתמש בממשק מוח-מחשב (BCI) כדי לתקשר. כך דווח בכתב העת Nature Communications.

תסמונת הנעילה היא הפרעה נדירה שבה חולה משותק לחלוטין ונמצא בהכרה. הוא יכול לראות, לשמוע ולחשוב, אך אינו יכול להזיז שרירים מרצונו, מלבד שרירים המאפשרים לו למצמץ או להזיז את עיניו מעלה ומטה.

צורת התקשורת היחידה לאנשים עם תסמונת נעילה היא באמצעות תנועות עיניים, בין אם על ידי מצמוץ או שימוש בטכנולוגיית מעקב עיניים כדי לאיית מילים על ידי הסתכלות באותיות על המסך. אולם, אנשים עם תסמונת נעילה מוחלטת לא יכולים אפילו לשלוט בעיניים שלהם, ולכן אינם יכולים לתקשר או אפילו ליידע אנשים שהם עדיין מודעים ומסוגלים לחשוב.

האדם שקיבל את הטיפול, בסוף שנות השלושים לחייו, איבד את היכולת ללכת ולדבר בשנת 2015 עקב מחלת ALS. בהמשך הוא החל לאבד גם את היכולת לשלוט בתנועות העיניים שלו.

משפחתו יצרה קשר עם מדען המוח נילס בירבאומר והנוירוטכנולוג אוג'וול צ'אודרי מאוניברסיטת טובינגן בגרמניה. הם יצרו את המערכת בשיתוף פעולה עם מרכז Wyss for Bio and Neuroengineering מז'נבה ופרסמו לאחרונה מאמר ב-Nature Communications המתאר את ההישג פורץ הדרך.

החוקרים התחילו בהשתלת שני מערכי אלקטרודות קטנים בחלקים במוחו של המטופל הקשורים לתנועה. הם ביקשו ממנו לחשוב על הזזת חלקי גוף מסוימים בזמן שהם עוקבים אחרי פעילות המוח שלו במחשב. הכוונה היתה לקשר בין דפוסי פעילות מוחית מסוימים לנסיונות התנועות של המטופל כדי ליצור תקשורת: הוא יחשוב על הזזת רגלו השמאלית כשהוא רוצה לענות "כן" על שאלה, והפעילות המוחית תגלה את כוונותיו לחוקרים באמצעות המחשב.

לאחר שלושה חודשים של נסיונות, פעילות המוח עדיין לא היתה עקבית מספיק, והחוקרים החליטו לנסות משהו חדש: המטופל יתקשר על ידי שימוש במוחו כדי להתאים את גובה הצליל - גבוה יותר עבור "כן" ונמוך יותר עבור "לא". הם כיוונו את ממשק המוח-מחשב כך שהצליל שהוא מפיק יישמע גבוה יותר אם הנוירונים במוח ליד השתל מתחילים לירות מהר יותר, וצליל נמוך כשהנוירונים מאטים.

לאחר מכן הם השמיעו צליל וביקשו מהמטופל לנסות לייצר צליל (המקושר לממשק מוח-מחשב שלו) באותו גובה בכל דרך שיצליח לחשוב עליה. במהלך התהליך הזה, הוא קיבל משוב בזמן אמת על מה (אם בכלל) קורה לצליל השני. המחשבה היתה שאם הוא מסוגל לשנות את גובה הצליל במוחו, צליל גבוה ישמש כדי לומר "כן" וצליל נמוך כדי לומר "לא". ביום הראשון שניסה זאת, המטופל הצליח לשנות את הצליל שייצר על ידי כך שחשב להזיז את עיניו.

החוקרים קישרו את היכולת הזאת למערכת שקוראת אותיות בקול, ובאמצעות בחירת אותיות עם צלילי ה"כן" וה"לא" שלו, המטופל הצליח לאיית את המשפט הראשון שלו בגרמנית – בקשה למקם את גופו מחדש – כ-21 יום לאחר תחילת הניסוי. במהלך השנה הבאה, האיש כתב עשרות משפטים, בחלקם ביקש להקשיב למוזיקה או מאכלים מסוימים וכן העביר מסרים לחוקרים ולמשפחתו.

המערכת אינה מושלמת. המטופל הצליח לאיית משפטים מובנים רק ב-44 מתוך 135 ימים שדווחו במחקר, וב-28 מתוך 135 הימים, הדיוק שלו בהתאמת הצלילים היה פחות מ-80%. היכולת שלו להשתמש במכשיר הולכת ומידרדרת עם הזמן – שלוש שנים לאחר ניתוח האלקטרודה שלו, כעת הוא מוגבל בעיקר לענות על שאלות כן-לא במקום לאיית משפטים. הסיבה לכך היא כנראה רקמת הצלקת סביב השתלים, אשר מפחיתה את איכות האותות במוח, וייתכן גם בשל ירידה קוגניטיבית שנובעת ממחלת ה-ALS.

המחקר מעודד ונותן תקווה למשותקים נוספים, במיוחד לאור העובדה שהאיש הצליח להשתמש בטכנולוגיה בעת טיפול ביתי. עם זאת, קשה לדעת אם אנשים אחרים עם תסמונת נעילה מוחלטת יוכלו להשתמש בממשק מכונה-מוח כדי לתקשר, ויש להביא בחשבון גם את עלות המערכת, שמוערכת בקרוב לחצי מיליון דולר בשנתיים הראשונות.