باحثون يطورون نظام ذكاء اصطناعي لتحفيز الدماغ لعلاج الأمراض النفسية
في دراسة تجريبية على البشر، أظهر علماء من كلية الطب في جامعة مينيسوتا ومستشفى ماساتشوستس أنه يمكن تحسين وظائف معينة في الدماغ البشري مرتبطة بضبط النفس ومرونة التفكير، وذلك عبر الجمع بين الذكاء الاصطناعي والتحفيز الكهربائي المستهدف للدماغ.
الدكتور في الطب، الأستاذ المشارك في قسم الطب النفسي وعضو مجموعة الطب لدراسة إدمان المخدرات في كلية الطب أليك ويدج، هو المؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة Nature Biomedical Engineering. جاءت النتائج من دراسة على البشر أُجريت في مستشفى ماساتشوستس العام في بوسطن على 12 مريضاً مصاباً بالصرع خضعوا لجراحة في الدماغ. وقد أُجري لهم إجراء يتم فيه وضع مئات الأقطاب الكهربائية الدقيقة في جميع أنحاء الدماغ لتسجيل نشاطه وتحديد مصدر النوبات.
«يُعدّ قصور التحكم المعرفي، أي القدرة على كبح الاستجابة الافتراضية المهيمنة لصالح خيار أكثر تكيفاً، شائعاً في الاكتئاب والقلق والإدمان وغيره من الاضطرابات النفسية. وهنا نقدم أدلة على أن التحفيز المباشر مع التغذية الراجعة للكبسولة الداخلية أو للجسم المخطط، ولا سيما المناطق الظهرية منه، لدى مرضى يخضعون لمراقبة الصرع داخل الجمجمة، يحسّن التحكم المعرفي أثناء مهمة تتضمن تعارضاً. <…> وقد يصحح تعزيز التحكم المعرفي بالتغذية الراجعة القصورات المعرفية الكامنة ويساعد في علاج الاضطرابات النفسية الشديدة»، جاء في الدراسة.
في هذه الدراسة تعاون ويدج مع سيدني كاش من مستشفى ماساتشوستس العام، وهو دكتور في الطب وخبير في دراسة الصرع، وكذلك مع دارين دوهيرتي، وهو دكتور في الطب وخبير في مجال التحفيز الدماغي السريري. معاً حددوا منطقة في الدماغ، هي الكبسولة الداخلية، التي حسّنت الوظائف النفسية للمرضى عند تحفيزها بكمية صغيرة من الطاقة الكهربائية. وهذا الجزء من الدماغ مسؤول عن التحكم المعرفي، أي عملية الانتقال من نمط تفكير أو سلوك إلى آخر، وهي عملية تتعطل في معظم الأمراض النفسية.
«مثال على ذلك شخص مصاب بالاكتئاب لا يستطيع التخلص من فكرة سلبية «عالقة» في ذهنه. ولأنها تلعب دوراً رئيسياً في المرض النفسي، فإن البحث عن طريقة لتحسينها قد يصبح وسيلة علاجية جديدة وقوية لهذه الأمراض»
طوّر الفريق خوارزميات خاصة تتيح، بعد التحفيز، تتبع قدرات المرضى على التحكم المعرفي سواء من خلال أفعالهم أو مباشرة من خلال نشاطهم الدماغي. وقد وفّرت طريقة التحكم زيادة في التحفيز كلما ازداد سوء أداء المرضى في اختبارات التحكم المعرفي المخبرية.
«يمكن لهذا النظام قراءة نشاط الدماغ و«فك ترميزه» عندما يواجه المريض صعوبة، وتطبيق نبضة صغيرة من التحفيز الكهربائي على الدماغ لمساعدته على تجاوز تلك الصعوبة. كثيراً ما أستخدم تشبيه الدراجة الكهربائية. فعندما يدوس شخص على الدواسات لكنه يواجه صعوبة، تشعر الدراجة بذلك وتعززه. لقد صنعنا نظيراً لذلك للوظائف النفسية البشرية»
تُظهر الدراسة للمرة الأولى أن:
- يمكن تحسين وظيفة عقلية معينة لدى الإنسان مرتبطة بمرض نفسي بشكل موثوق عبر تحفيز كهربائي موجَّه بدقة
- توجد في بنية الكبسولة الداخلية للدماغ أجزاء معينة فعّالة بشكل خاص في تحسين الوظائف المعرفية
- كانت الخوارزمية ذات التغذية الراجعة المستخدمة كمتحكم أكثر فعالية بمقدار الضعف مقارنة بالتحفيز في لحظات عشوائية
عانى بعض المرضى، إلى جانب الصرع، من قلق شديد. وبعد التحفيز المعرفي أفادوا بانخفاض في قلقهم، إذ أتيحت لهم فرصة الانشغال عن الضغط والتركيز على ما يريدونه. وبحسب ويدج، يشير ذلك إلى إمكانية استخدام هذه الطريقة لعلاج المرضى الذين يعانون من قلق أو اكتئاب شديد ومقاوم للأدوية أو اضطرابات أخرى.
«قد يكون هذا نهجاً جديداً تماماً في علاج الأمراض النفسية. فبدلاً من محاولة كبت الأعراض، يمكننا أن نمنح المرضى أداة تمكّنهم من التحكم في وعيهم الخاص. يمكننا إعادتهم إلى مقعد «السائق» ومنحهم الإحساس الجديد بحرية الإرادة»
يستعد فريق الباحثين حالياً للتجارب السريرية. ولأن هدف تحسين التحكم المعرفي قد أقرته إدارة الغذاء والدواء الأمريكية للتحفيز العميق للدماغ، أعلن ويدج أنه يمكن تنفيذ هذه الدراسة باستخدام الأدوات والأجهزة الموجودة حالياً، بعد أن تُعتمد التجربة رسمياً، ويمكن أن يكون نقل هذه المساعدة إلى الممارسة الطبية الحالية سريعاً.
«الأهم في هذه النتائج أننا أصبحنا الآن قادرين على إجراء تجارب سريرية لإثبات الفعالية بشكل أكبر، ثم نأمل بعد ذلك في الانتقال إلى تقديم المساعدة للمرضى المقاومين للعلاج الذين يحتاجون بشدة إلى تدخلات إضافية لعلاج أمراضهم»
