يد بيونية مستقبلية تساعد مبتوري الأطراف على الشعور باللمس والحركة
حلم المستقبل الذي يمكن فيه تعويض الأيدي كما كان الأمر لدى لوك سكايووكر أصبح أكثر من مجرد قصة من الخيال العلمي. فقد طور العلماء «يدًا بيونية» تستعين بروبوتات صغيرة لإعادة الأحاسيس الحيوية التي تُفقد مع بتر الطرف العلوي. تقوم الروبوتات بذلك عبر تحفيز عضلات موضع البتر بأمان.
وفقًا لـتقرير شركة Grand View Research لعام 2021، سيبلغ حجم السوق العالمية للأطراف الاصطناعية والتقويم بحلول عام 2028 أكثر من 8 مليارات دولار، لكن الأطراف الاصطناعية تواجه عائقًا جديًا. فهي لا تستطيع نقل كثير من الأحاسيس البديهية التي تساعدنا في الحياة اليومية، مثل الطريقة التي نقبض بها أيدينا ونبسطها.
أستاذ مساعد في قسم الهندسة الطبية الحيوية بكلية لرنر الطبية التابعة لعيادة كليفلاند والمؤلف الرئيسي لدراسة اليد البيونية الجديدة المنشورة في مجلة Science Robotics، قال بول مارَاسكو: «ما زلنا نستخدم تقنيات بلغت ذروتها خلال الحرب العالمية الثانية».
أصبح عالم الروبوتات يعرف اليد البيونية الآن، وهي مزيج من المعدن وألوان جلد واقعية. ورغم وجود فرق أخرى تعمل على أيدٍ بيونية، مثل الفرق التي تقف وراء ألعاب السايبربانك الشهيرة Deus Ex وMetal Gear Solid، يروج مارَاسكو لعدة مزايا لنسخته.
ينقل هذا الجهاز الخيالي المعلومات مباشرة إلى الدماغ ومنه بواسطة روبوتات قوية بحجم نصف علبة ثقاب تقريبًا. ومن خلال تحويل الأفكار إلى أفعال، يمكن لليد أن تتصل بالدماغ في الوقت نفسه لتوفير الأحاسيس المناسبة للفعل المقصود.
يُعد هذا الطرف الاصطناعي الجديد أول يد بيونية تُظهر مزاياها في الوقت الفعلي مقارنةً بالأطراف الصناعية التقليدية. فهي على سبيل المثال تحاكي ميكانيكا الأيدي الطبيعية بدقة تكفي لاستعادة الانعكاسات اللاإرادية لدى مبتوري الأطراف الذين يستخدمونها.
نعتمد يوميًا على هذه الانعكاسات. فعندما نمسك فنجان قهوة مثلًا، تجد أيدينا الكوب على الطاولة، وتقبض على مقبضه بالقوة المناسبة، وتتركه في اللحظة المثالية لمنع انسكاب القهوة. يمكننا تنفيذ هذه المهمة دون تفكير حتى في أكثر الصباحات اضطرابًا، لأن الأعصاب في عضلات أيدينا تستجيب تلقائيًا لاختياراتنا، وفي هذه الحالة: «يجب أن أشرب هذه القهوة».
لا تستطيع الأطراف التقليدية إعادة مثل هذه الحركة السلسة، لأنها تعمل في الوضع اليدوي، إذ يجب على مبتوري الأطراف مراقبتها باستمرار والقلق بشأن أمور يتعامل معها الإنسان السليم عادةً بالحدس.
بعد اختبار الجهاز على شخصين وباستخدام أدوات تحليل غير مسبوقة، أثار اكتشاف الفريق حماسه، إذ عاد المشاركان إلى سلوكيات انعكاسية كانت لديهما قبل البتر، ومنها القبض الحدسي والحركات الطبيعية للعينين، إذ استطاعا تركيز بصرهما بعيدًا عن الطرف.
تتطلب اليد المعدنية ثلاثة مكونات: إعادة توصيل الأعصاب الطرفية، وروبوتات صغيرة تعمل كنوع من مركز التحكم، واليد البيونية نفسها. وتجدر الإشارة إلى أنه خلال العملية الجراحية تُوصل الأعصاب غير المستخدمة لدى مبتور الطرف في الجزء السليم من ذراعه، وهي الأعصاب التي كانت تُستخدم سابقًا للأجزاء البعيدة مثل أطراف الأصابع، إلى موضع البتر.
يوضح مارَاسكو: «يعرف دماغك أن أصابعك مرتبطة بعضلة، لكنه لا يعرف أن هذه العضلة موجودة في كتفك وليست في ساعدك». تُثبت اليد البيونية في موضع البتر، وتُدخل الروبوتات الصغيرة في التجويف. تضغط هذه الروبوتات على المناطق المناسبة، فتحفز الأعصاب المتصلة الآن عندما يلمس المريض شيئًا بيده.
يمكن شد العضلات والإحساس بأشياء مثيرة للاهتمام، مثل أوهام الإدراك للحركة المعقدة لليدين. عدّل الباحثون أطرافًا اصطناعية جاهزة بدلًا من البدء من الصفر، على أمل تسليم الأجهزة بسرعة إلى عيادات إعادة التأهيل وجعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة من الأطراف التقليدية. ويفرط الأشخاص الذين يستخدمون أطرافًا أقل تطورًا في استخدام جانب الجسم غير المبتور، مما يؤدي إلى مشكلات في الظهر أو الكتف تتطلب في نهاية المطاف رعاية طبية مكلفة.
«تبدو هذه الأنظمة المتقدمة مكلفة في البداية، لكنها إذا استُخدمت لن تسبب ضررًا، لأنك لن تحتاج إلى القلق عليها باستمرار. وفي المستقبل ستصبح الأطراف البيونية أقل تكلفة»
تقول الدراسة: «تمتلك الأطراف البيونية إمكانات علاجية. غير أن التفاعل المعقد بين التحكم الحركي الحدسي واللمس، وهو السمة المميزة لوظيفة الطرف العلوي البشري، لم يُكتشف بعد. نُظهر هنا أن التركيب العصبي البيوني للمس وإحساس القبض والتحكم الحركي الحدسي يسهم في رفع مستوى الخصائص السلوكية، التي تتدرج حسب القدرة الوظيفية وتختلف عن تلك التي يمتلكها مستخدمو الأطراف الصناعية القياسية».
