Johns Hopkins’ten fizikçiler ve biyomedikal mühendisleri, zihin tarafından kontrol edilen yapay bir “kol” kullanarak parmakları ayrı ayrı ve birbirinden bağımsız hareket ettirmeyi başaran ilk çalışmayı yaptıklarını belirtiyor. Araştırmacılar, Journal of Neural Engineering’de açıklanan bulguların, hastalık veya yaralanma sonucu kolunu kaybetmiş kişilerin ellerini kullanabilme becerilerini geri kazandırabilecek teknolojiler açısından potansiyel bir umut ışığı olduğunu söylüyorlar. Bu çalışmada kullanılan denek, kolunu veya elini kaybetmiş bir kişi değil; fakat kendisine, temel olarak kolunun ve elinin kontrolünü geçici olarak kaybetmesi için beyin eşleştirme prosedüründen yararlanan bir aygıt giydirilmiş.
John Hopkins Tıp Fakültesi’nden nöroloji profesörü ve çalışmanın yazarlarından Dr. Nathan Crone, “İlk kez bir insanın zihin tarafından kontrol edilen bir protez kullanarak, uzun ve kapsamlı egzersizler olmadan, parmaklarını birbirinden bağımsız hareket ettirdiğine inanıyoruz” diyor. Dr. Crone şöyle devam ediyor: “Bu teknoloji, yapay parmakların tek bir birimmiş gibi birlikte hareket ettikleri, bir tenis topunu tutmak gibi kavrama hareketini yapabilen günümüz protezlerinden çok daha ileri.”
Araştırma ekibi bu deney için, krizlerinin beyindeki merkezini belirlenebilmesi için Johns Hopkins Hastanesi Epilepsi İzleme Birimi’nde halihazırda planlanmış bir beyin-eşleştirme seansı bulunan epilepsi hastası genç bir erkekle çalıştı. Klinik sebeplerle beyin içine yerleştirilmiş elektrotlar kullanılarak bir yandan beyindeki sinyallerden kayıt alınırken, diğer taraftan bu sinyaller Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından geliştirilen modüler protez uzvu kontrol ediyordu. Araştırmacılar protezi bağlamadan önce, deneğin beyninin her bir parmağı hareket ettirmekten sorumlu bölgelerini belirleyip izlediler, sonrasında protezi, ilgili parmağı oynatacak şekilde programladılar.
İlk önce, kredi kartı büyüklüğünde dikdörtgen bir yüzeyde bulunan 128 elektrodlu sensör dizisi, beyin cerrahı tarafından hastanın beyninde el ve kol hareketlerini kontrol eden bölgesine yerleştirildi. Her bir sensör 1 milimetrelik ölçekte bir beyin dokusunun ölçümünden sorumluydu. Johns Hopkins ekibinin geliştirdiği bilgisayar programı, deneğe talimat vererek, parmaklarını hareket ettirebilmeyi başardı ve her bir sensörün, aldığı elektrik sinyaliyle, beynin hangi kısımlarını “aydınlattığı” kaydedildi.
Araştırmacılar, beynin motor hareketlerle ilişkili kısımlarından veri toplamaya ek olarak, dokunma duyusuyla ilişkili elektriksel beyin aktivitelerini de ölçtü. Bunu yapmak için deneğe parmakuçlarında küçük, titreşimli, birbirinden bağımsız çalışan uyarıcılar bulunan bir eldiven giydirildi. Araştırmacılar her bir parmak için beyindeki elektriksel aktiviteyi ölçtüler.
Araştırmacılar, motor ve duyusal veriyi toplandıktan sonra, beynin hangi kısmının aktif olduğuna bağlı olarak ilgili parmağı hareket ettirecek şekilde protez kolu programladılar. Hastaya elektrotlarla bağlanmış protez kolu çalıştırdılar ve kendisinden baş, işaret, orta, yüzük ve serçeparmaklarını ayrı ayrı hareket ettirdiğini “düşünmesini” istediler. Beyinde gerçekleşen elektriksel aktivite, parmakları hareket ettirdi.
Çalışmanın baş yazarlarından, lisansütü öğrencisi Guy Hotson, “Bu çalışmada beyin aktivitesini ölçmek için kullanılan elektrotlar bize geniş bir korteks bölgesinde daha önce kullandıklarımızdan çok daha iyi bir çözünürlük ve beyinde daha kesin ve hassas uzamsal eşleştirme yapabilmemiz olanağını sağladı” diyor. “Bu hassasiyet, her bir parmağın kontrolünü ayırabilmemizi sağladı” diye ekliyor.
Zihin tarafından kontrol edilen uzuv, başlangıçta yüzde 76 gibi bir oranda doğru çalışıyordu. Araştırmacılar yüzük ve serçeparmaklarını birleştirdiklerinde, bu oran yüzde 88’e çıktı. Crone “Yüzük ve serçeparmakları kontrol eden beyin kısımları çakışıyor, bu yüzden çoğu kişi bu iki parmağı birlikte hareket ettiriyor” diyor. “Bu açıdan baktığımızda, bu iki parmağı birleştirmenin doğruluk oranını arttırması anlamlı oluyor.”
Araştırmacılar, deneğin bu denli bir kontrol düzeyi elde edebilmesi için hiçbir ön çalışma ve egzersizin olmadığına, deneyin toplamda iki saatten daha az sürdüğüne dikkat çekiyorlar. Crone, deneyin gerçekten bir uzuv kaybı yaşamış kişilere uygulanmasının hâlâ birkaç yılı bulabileceğine ve eşleştirme ve bilgisayar programı gereksinimleriyle birlikte maliyetli bir uygulama olacağına dikkat çekiyor. Ampüte Birliği’ne (Amputee Coalision) göre, ABD’de 100.000’in üzerinde kolu veya eli ampüte (kesilmiş) kişi yaşıyor ve bunların çoğu, bu tarz bir teknolojiden faydalanabilir.
Çalışmanın videosunu şu adresten izleyebilirsiniz: https://goo.gl/Vf1sUd
