Caltech’teki biliminsanları ilk kez felçli bir adamın kolundaki doğal hisleri, beynin belirli bir bölgesini küçük bir elektrot dizisi ile uyararak uyandırdı. Hastanın üst düzey bir omurilik lezyonu (doku bozulması) vardı ve uzuvlarını hareket ettirememenin yanı sıra, aynı zamanda onları hissedemiyordu. Çalışma, bir gün, protez uzuvları kullanan felçli kişilerin bu cihazlara yerleştirilen sensörlerden fiziksel geri bildirim almalarına izin verebilir.
Araştırma nörobilim profesörü Richard Andersen’in laboratuvarında yapıldı. Andersen, T & C Chen Beyin Makine Arayüzü Merkezi yöneticisi. Araştırma e-Life dergisinde yayınlandı.
Bedensel-duyusal (somatosensör) korteks, bedensel duyumları, hem propriyoseptif hisleri (hareket hissi veya vücudun uzaydaki pozisyonu) hem de derisel duyuları (basınç, titreşim, dokunma ve benzerleri) yöneten bir beyin şerididir. Yapılan bu yeni çalışmadan önce, benzer beyin bölgelerini hedef alan sinirsel nakiller, çoğunlukla, ellerde karıncalanma veya vızıltı gibi duyumlar üretmişti. Andersen laboratuvarının implantları (nakilleri), hastanın kazadan önce deneyimlediği duyumlara benzer biçimde korteksin içini uyararak daha doğal bir his üretebilmektedir.
Hasta üç yıl önce yaşadığı bir omurilik yaralanmasından sonra omuz aşağısından felç olmuştu. İki küçük elektrot dizisi bedensel-duyusal korteksine cerrahi olarak yerleştirildi. Araştırmacılar, bölgedeki nöronları bu elektrot dizilerini kullanarak, çok küçük elektrik sinyalleriyle uyardı. Katılımcı, dizilerden gelen uyarımın frekansı, genliği ve yerine bağlı olarak tip, yoğunluk ve yere göre değişen, sıkma, dokunma, yukarı doğru hareket hissi ve diğer birçok his gibi farklı doğal duyumlar hissettiğini bildirmiştir. İlk kez, korteks içi sinirsel uyarım ile bu doğal duyular uyarılmıştır.
“Bu oldukça ilgi çekiciydi” diyen katılımcı, duyumları anlatıyor. “Çok fazla sıkışma, sıkma, hareket, bunun gibi şeyler vardı. Umarım gelecekte birilerine yardım eder.”
Farklı tipte uyarımlar gerçekten farklı hisler uyandırsa da, belirli fiziksel hisleri yöneten sinirsel kodlar hâlâ belirsizdir. Araştırmacılar gelecekteki çalışmalarda, belirli hisleri uyarmak ve bir tür uyarıcılar sözlüğü ve bunlara karşılık gelen duyumları yaratmak için elektrotları yerleştirip, bedensel-duyusal korteksin bir bölgesini uyarıp kesin yolları belirlemeyi umuyorlar.
Andersen’e göre bir sonraki büyük adım, teknolojiyi mevcut sinirsel protezlerle entegre etmektir. 2015 yılında, Andersen’in laboratuvarı, beynimizin planları/amaçları yöneten bölgesine yerleştirilmiş elektrotlara bir protez robot kolu bağlamak için beyin-makine arayüzleri (BMIs) geliştirdi. Bu şekilde, felçli bir adam protez kolunu kullanarak bir bardağa uzanmayı, bu bardağı kavramayı ve bir içki içmek için bardağı ağzına götürmeyi başardı. Cihazın bedensel-duyusal kortekse bağlanması, felç olmuş bir kişinin protez uzuvları kullanırken tekrar hissetmesini sağlayacak iki yönlü BMIs oluşturacaktır.
“Şu anda, sinirsel protezler için mevcut olan tek geri bildirim görseldir, bu da katılımcıların robotik bacakların beyin kontrollü operasyonlarını düzeltmeleri için izleyebildikleri anlamına gelir” diyor Andersen. “Bununla birlikte, bir nesne kavrandıktan sonra, aynı zamanda nesneyi ustalıkla hareket ettirmek için somatosensörik bilgiye sahip olmak önemlidir. Uyaran-uyarılmış somatosensörik hislerin sahip olduğu potansiyele ek olarak somutlaştırma duyusunun üretilmesinin avantajına da sahiptir; örneğin, bir katılımcı robotik uzvun vücudunun bir parçası olduğunu zamanla hissedebilir.”
