كجزء من أسبوع من المحاضرات حول أبحاث الدماغ، تم الكشف عن العديد من الاكتشافات التي قد تسمح للأشخاص الذين يعانون من تلف في الدماغ بالتعافي. وهكذا، على سبيل المثال، سيكون كريستوفر ريف قادرًا على العمل بقوة الفكر
سيجيل لطيف
الرابط المباشر لهذه الصفحة: https://www.hayadan.org.il/.html
تخيل شبكة مكونة من مائة جهاز كمبيوتر، تقسم فيما بينها جميع المهام في المصنع. ويتولى "كمبيوتر المبيعات" معالجة الطلبات ونقل البيانات إلى "كمبيوتر الإنتاج" الذي يقوم بتشغيل الآلات ويبلغ "كمبيوتر العرض" باستهلاك المواد الخام و"كمبيوتر القمامة" بتراكم النفايات لإزالتها. يقوم "كمبيوتر البريد" بإدارة المراسلات مع الموردين والعملاء ويقوم بتحديث "كمبيوتر المعلومات" بتفاصيلهم. يقوم "الكمبيوتر المالي" بإدارة التدفق النقدي ويبلغ "كمبيوتر الائتمان" بكل حركة في الحساب. أنت، كشخص مسؤول عن الشبكة، تحتاج إلى معرفة دور كل جهاز كمبيوتر وكيفية إنشاء الاتصالات بينهما، حتى تتمكن من التدخل وإصلاح المشكلة
الآن، قم بتقليل حجم رقائق الكمبيوتر إلى حجم صغير، واضرب عددها في المليار، وقم بتوصيلها بأسلاك يصل طولها الإجمالي إلى القمر والعودة - ويصبح لديك الدماغ البشري. أي عطل بسيط في هذه الشبكة يمكن أن يضر بجودة حياتك، كما أن أي عطل كبير يمكن أن يحرم حياتك من أي معنى.
ويحاول علماء الأعصاب التعامل مع هذا النظام المعقد في محاولة لفهم كيفية عمله. شيئًا فشيئًا، يحددون مناطق الدماغ المسؤولة عن الأفعال: المنطقة المسؤولة عن التعرف على الحروف، المنطقة التي تسمح بالاستماع إلى المحادثة في الغرفة المجاورة، "أجهزة الكمبيوتر" التي تأمر الإصبع بقلب صفحة الكتاب. ، وكذلك المناطق التي نحلم فيها، ونتحمس، ونقع في الحب. وبما أن الدماغ، على عكس الكمبيوتر، مبني بخلايا حية، لديها درجة معينة من القدرة على تغيير وظيفتها، فهناك خيارات مختلفة لمحاولة إصلاح الأخطاء التي تحدث فيه. إن عمل الدماغ والجهاز العصبي له أساس كيميائي وكهربائي، ولكن تبين أنه يمكن أن يتأثر أيضًا بقوة الإرادة.
وفي نهاية الشهر الماضي احتفلت إسرائيل بأسبوع "أيام الدماغ" بسلسلة من المحاضرات نظمتها "الجمعية الإسرائيلية لعلم الأعصاب" و"بشار - مجتمع أكاديمي للمجتمع في إسرائيل". استعرض الخبراء المختلفون جوانب مختلفة من نشاط الدماغ: الطريقة التي يتذكر بها الدماغ، والتعافي من إصابات الدماغ، وكيف يرى الدماغ، والمواقف العصيبة، والمخدرات، والوعي، والدماغ كجهاز كمبيوتر - كانت هذه فقط بعض الأمور التي تمت مناقشتها. بعد "أيام الدماغ"، طُلب من العديد من الخبراء تسليط الضوء على الابتكارات المثيرة للاهتمام في أبحاث الدماغ.
1. التعرف على الكود العصبي لقرد سوبرمان
أصيب الممثل كريستوفر ريف، الذي لعب شخصية "سوبرمان"، في حادث وأدى إلى تلف عموده الفقري: قطعت الإصابة الجهاز العصبي الذي ينقل التعليمات من الدماغ إلى أعضاء الجسم، والأحاسيس من الأعضاء إلى الدماغ. النتيجة: الشلل. يفكر ريف في الحركات التي يريد القيام بها، لكن بسبب انقطاع الاتصال، لا تتلقى العضلات الأوامر.
ويعتقد البروفيسور عيدان سيغيف، عالم الرياضيات الذي يرأس "المركز متعدد التخصصات للحوسبة العصبية" في الجامعة العبرية في القدس، أنه في غضون سنوات قليلة سيكون من الممكن مساعدة ريف. وفي المركز، يحاول فريق من الباحثين من مختلف المجالات فهم طريقة عمل الدماغ، من بين أمور أخرى بهدف حل المشاكل المتعلقة بعمله. وتحقيقا لهذه الغاية، يقوم المعهد بتحديد موقع كل جزء حسب وظيفته، بمساعدة الأجهزة التي تقيس تدفق الدم في المناطق المختلفة عند إجراء العمليات. والافتراض هو أن زيادة تدفق الدم إلى منطقة معينة يشير إلى زيادة في نشاطها. يقول البروفيسور سيجيف: "لذلك، على سبيل المثال، نتعرف على موقع شبكات الخلايا العصبية المسؤولة عن الذكريات السعيدة وأين تقع تلك التي تجعلنا نحمر خجلاً".
ثانيًا، يحاول الباحثون العثور على "الشفرة العصبية" - مجموعة الإشارات الكهربائية التي تنقلها الخلايا العصبية عند القيام بعمل ما، مثل إرسال أو استقبال التعليمات أو المعلومات. يقول البروفيسور سيجيف: "كل ما نختبره يتم تمثيله في الدماغ بشكل كهربائي". "على سبيل المثال، عندما ننظر إلى صورة ما، فمن الواضح أنها ليست في رأسنا كما يتم عرضها على الشاشة، ولكن هناك خلايا تحمل شحنة كهربائية معينة تجعلنا "نرى" الصورة في الدماغ. وفي الخطوة الثالثة والأكثر تعقيدًا، نريد أن نتعلم كيف تعمل شبكات الاتصال داخل الدماغ".
ويقول سيجيف إن الخلية العصبية الواحدة في جسم الإنسان لا تختلف عن الخلية العصبية الواحدة في جسم الحشرة، كما أنها لا تتغير بشكل كبير على مر السنين. "إن التغييرات، التي تتبع عمليات التعلم، تنطبق على الروابط بين الخلايا، والتي تقوى وتضعف وفقًا لقواعد معينة. اليوم نعرف كيف نبني، بشكل اصطناعي، خلية عصبية واحدة تعمل كالخلية الموجودة في دماغنا. إذا عرفنا كيفية بناء شبكة من الخلايا التي ستتواصل مع بعضها البعض، بشكل ديناميكي، وفقًا للقواعد التي سنعلمها إياها، فسنكون قادرين على استبدال الأجزاء التالفة من الدماغ البشري."
وكيف سيساعد كل هذا كريستوفر ريف؟
"في السنوات الخمس الماضية، تم تطوير تطبيقات رائعة تعتمد على تسجيل النشاط الكهربائي في أدمغة الحيوانات. في مختبر البروفيسور إيلون فاديا في القدس، تعيش القرود التي يتم تسجيل نشاطها الكهربائي في المنطقة الصغيرة التي تنشط الأطراف، ويستطيع علماء الرياضيات في «مركز الحساب العصبي» التعرف على الشفرة العصبية ويقولون، بناءً على التسجيل وحده: ماذا سيكون الإجراء التالي للقرد.
"وفي الولايات المتحدة، طور البروفيسور ميغيل نيكولايس روبوتاً يستقبل الإشارات التي يرسلها دماغ القرد عندما يخطط للقيام بعمل ما، ويقوم الروبوت بذلك الفعل. على سبيل المثال، إذا خطط القرد لأخذ كوب من الطاولة، فسيعرف الروبوت أيضًا كيفية القيام بذلك وبشكل أسرع. وهكذا، في كل مرة يريد القرد أن يأخذ الكأس، ينظر إليه، ويخطط للحركة، ولكن عندما تصل يده إليه، فإنه لم يعد هناك، لأن الروبوت قد تجاوزه. والأمر المذهل هو أنه بعد عدة محاولات، يتعلم القرد أنه لا فائدة من تحريك اليد، ويكفي له أن يفكر في الفعل ليقوم به الروبوت".
هل هذا يعني أن الأشخاص الذين تعمل عقولهم، ولكنهم يعانون من انفصال عصبي بين الدماغ وعضلات الجسم، سيكونون قادرين على التفكير في الأفعال وستقوم الروبوتات بدلاً منها؟
"تماما مثل ذلك. علاوة على ذلك، يسجل البروفيسور نيكولاليس النشاط في دماغ القرد في جامعة ديوك في ولاية كارولينا الشمالية ويحتفظ بالروبوت في جامعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في بوسطن. ومن خلال الإنترنت، يتلقى الروبوت الآخر التعليمات بناء على التسجيل من دماغ القرد، وينفذها على بعد مئات الكيلومترات من القرد.
2 علاج إصابات الدماغ.
انتصار قوة الإرادة
إن أي ضرر يلحق بالشبكة العصبية في الدماغ يؤثر، بدرجة أو بأخرى، على النظام بأكمله: إن الضرر الذي يلحق بالوظيفة الجسدية يؤثر حتمًا أيضًا على شعور الضحية، ومشاعره تجاه نفسه والعالم، وأولوياته، وطريقة تصرفه. ويتعامل مع المواقف المختلفة. يميز عالم النفس العصبي ألون واسرمان بين ثلاثة أنواع من تلف الدماغ: "هناك تلف خلقي في الدماغ؛ الضرر الذي حدث نتيجة لحادث أو ورم سرطاني أو حدث آخر لمرة واحدة؛ ويتطور الضرر بسبب أمراض مثل الزهايمر."
وبما أن إصابة الدماغ تسبب ضررًا متعدد الأجهزة، كما يقول، فإن العلاج يجب أن يكون شاملاً أيضًا. "يتلقى المرضى، حسب الحالة، المساعدة في جميع المناطق المتضررة، مع توقع التغييرات التي ستحدث والاستعداد لها. يتم العلاج بعدة طرق: المحادثات، العلاج الوظيفي، العلاج باستخدام الحيوانات، الحركة والموسيقى - كل ذلك حسب خيارات المريض. في العلاج، يتم التغلب على الصعوبات التي نشأت نتيجة الإصابة بمساعدة القدرات التي تم الحفاظ عليها. على سبيل المثال، إذا كانت القدرة على تذكر الأشياء التي ستحدث في المستقبل، مثل برنامج تلفزيوني سيتم بثه في المساء، ضعيفة، ولكن هناك قدرة على استيعاب طرق السلوك المنتظمة، مثل استخدام اليوميات - ويمكن التغلب على مشكلة الذاكرة من خلال استيعاب عادة جديدة."
ويعتقد البروفيسور سيغيف أن العلاجات تؤثر على بنية الدماغ، وهي قادرة على تغييرها إلى حد ما، تماما كما تؤثر المهن المختلفة للناس على طريقة تطور أدمغتهم. "لقد نظرنا إلى الأدمغة وعلمنا أن هناك اختلافات تعتمد على نمط حياة الشخص. وهكذا، على سبيل المثال، سيكون لدى الرسام اتصالات أقوى وأكثر تشعبًا في الجزء من الدماغ الذي يفحص الصور، وسيكون لدى الموسيقي أشجع الاتصالات في الجزء المسؤول عن السمع الموسيقي، وسيكون لمتذوق النبيذ في المنطقة الصغيرة المسؤولة عن الشم والتذوق. تذوق النبيذ. عندما يتضرر جزء من الدماغ، لا توجد طريقة لإعادة الخلايا التالفة إلى الحياة، ولكن يمكن تعليم شبكات الخلايا الأخرى أن تأخذ مكانها وتخلق اتصالات جديدة بدلاً من تلك التالفة.
كيف يمكنك تعليم الدماغ إنشاء اتصالات جديدة؟
"تعرضت حماتي لنزيف أدى إلى تلف جزء الدماغ الذي يتحكم في حركة اليد اليسرى. واليوم، وبعد علاج طبيعي طويل وناجح، عادت اليد إلى أداء وظيفتها إلى حد كبير. أثناء العلاج، تم إجراء عمليات منهجية مصممة لتعليم الشبكات العصبية البديلة في الدماغ لإنشاء الاتصالات الصحيحة بدلاً من تلك المدمرة، والتي من شأنها توجيه حركة اليد. وحالة أكثر إعجازا حدثت لابن أصدقائي، شاب يبلغ من العمر 18 عاما جاء في إجازة من الجيش وعندما استيقظ في الصباح وجد أنه لا يستطيع تحريك أي جزء من جسده تقريبا، بسبب نزيف كبير حدث أثناء نومه. نظرًا لصغر سنه، ودوافعه الكبيرة، ومثل أشياء كثيرة في حياتنا، كان أيضًا عنصرًا مهمًا للحظ، بمساعدة العلاج المكثف، تمكن من تعليم أجزاء من الدماغ، والتي تم استخدامها لمهام أخرى، لإنشاء الاتصالات المناسبة التي من شأنها أن تسمح له بالتحرك مرة أخرى. اليوم يمكنه لعب التنس."
هل هذا يعني أن علاجات العلاج الطبيعي التي نعرفها تخلق روابط جديدة بين الخلايا العصبية في الدماغ؟
"بالتاكيد. كما تؤدي العلاجات النفسية والمحادثات مع الأصدقاء أو أفكارنا إلى تغيرات جسدية في الدماغ."
يحكي عالم النفس العصبي واسرمان عن تعامل غير عادي مع إصابة شديدة في الدماغ. "منذ عدة سنوات قمت بعلاج مريض كان رياضيًا متميزًا لسنوات عديدة. وفي نهاية مسيرتها الرياضية انتقلت إلى الأكاديمية وأحدثت الفارق. وفي سن الأربعين، اكتشفوا ورمًا ضخمًا في رأسها، والذي تسبب في وقت قصير في تلف كبير في الدماغ. من امرأة ناجحة ونشيطة، أصبحت قطعة من الزبالة في عيون من حولها. تعاني من ضعف القدرة على حل المشكلات البسيطة وصعوبة في التعبير وضعف في التوجه في الفضاء.
"إن الغالبية العظمى من الناس في مثل هذه الحالة سوف يعانون من الاكتئاب الشديد، ولكن ليس هي. على الرغم من أنها تعمل كطفلة متخلفة في كثير من النواحي، ويبدو أن لديها وعيًا جزئيًا بخطورة حالتها - إلا أنها مصدر إلهام إيجابي للعديد من المرضى من حولها. قررت الرياضية التي كانت تطمح طوال حياتها للفوز، أنها ستتغلب أيضًا على المرض بقوة إرادتها. لا تحرص على إجراء العلاجات الطبية، لكنها لا تفوت أي علاج نفسي. إنها تستخدم باستمرار كلمة "النصر"، على الرغم من كل تحيزاتها اللغوية، وترفض رغم كل الصعاب الغرق في الاكتئاب".
فهل من الممكن أن يكون عقلها مختلفاً عن عقول المرضى الآخرين بفضل قوة الروابط المسؤولة عن إرادة الفوز؟
ويوضح البروفيسور سيغيف أن أبحاث الدماغ لم تتقدم بعد إلى الحد الذي يسمح بالإجابة القاطعة على هذا السؤال، لأنه لم يتم بعد تحديد "منطقة النصر"، على غرار منطقة الرؤية أو السمع. ويضيف: "لكن من الناحية النظرية، يبدو أن لدى اللاعبة اتصالات بين الخلايا العصبية التي تم تقويتها في كل مرة تقوم فيها بأي تصرف لتحقيق النصر، وهي تستخدمها اليوم للتعامل مع المرض".
. 3. جهاز تنظيم ضربات القلب ضد مرض باركنسون:
التغلب على الاهتزازات
من الأمراض المعروفة والشائعة لدى كبار السن والتي تنتج عن خلل في عمل الدماغ هو مرض باركنسون. وتوجد الاتصالات بين الخلايا العصبية من خلال إشارات كيميائية تنتقل فيما بينها وتسمى بالنواقل العصبية. هناك مجموعة صغيرة من الخلايا في الدماغ مسؤولة عن إطلاق ناقل عصبي يسمى الدوبامين، والذي كان مرتبطًا حتى وقت قريب بالمتعة. الآن يفضل الباحثون صياغة وظيفتها بشكل مختلف: فقد تبين أن أدمغة الأشخاص الذين يختبرون الواقع من حولهم وكأنه أفضل مما هو عليه تفتقر إلى الدوبامين، بينما في أدمغة الأشخاص الذين يختبرون الواقع كما لو كان كذلك. الأمر الأسوأ مما هو عليه حقًا هو وجود فائض من الدوبامين.
عندما تتدهور مجموعة الخلايا المسؤولة عن إطلاق الدوبامين لسبب ما، ويضعف أو يتوقف إطلاق الدوبامين، فقد اتضح أن هذا له تأثير ليس فقط على إدراك المريض للواقع. يؤدي نقص الدوبامين إلى حدوث نشاط كهربائي غير طبيعي في مجموعة أخرى من الخلايا، المسؤولة، من بين أمور أخرى، عن الحركة، وهذا يسبب ارتعاش المريض - أولاً في يديه ثم في الأعضاء الأخرى. في المراحل المتقدمة من المرض، توجد بالفعل صعوبة في القيام بحركات إرادية ويحتاج المريض إلى المساعدة حتى في النهوض من الكرسي.
لعقود من الزمن، وصف الأطباء لمرضى باركنسون أدوية تشجع على تكوين الدوبامين في الجسم، ولكن بما أنه من المستحيل التحكم في أوقات إطلاق المادة وقصر نشاطها على المناطق المرغوبة فقط، فإن المرضى يعانون من آثار جانبية غير مرغوب فيها. الآثار التي تثقل حركتهم. إلى جانب ذلك، بعد حوالي عشر سنوات من الاستخدام، يتناقص تأثير الدواء لدى معظم المرضى، حتى لو تناولوه بجرعات متزايدة، والاحتمال التالي لمساعدتهم هو التدخل الجراحي، الذي يستخدم منذ حوالي 15 عامًا.
في الجراحة، تتم إزالة أو تحييد المجموعة الصغيرة من الخلايا التي تنتج النشاط الكهربائي غير الطبيعي الذي يسبب الارتعاش والأعراض الأخرى لمرض باركنسون. ومع ذلك، فإن غياب الخلايا التي تمت إزالتها أو تحييدها، يسبب أحيانًا صعوبات أخرى في الحركة.
ويقول البروفيسور حجاي بيرجمان من "مركز الحوسبة العصبية" إن العديد من الباحثين حاولوا إيجاد طريقة لتجنب إزالة الخلايا في الجراحة. "قبل حوالي خمس سنوات، تمكنوا من تطوير نوع من أجهزة تنظيم ضربات القلب الدماغية التي تعمل على تحييد التيارات الكهربائية في المنطقة، بدلا من إزالة أو تحييد الخلية نفسها. إلى جانب جهاز تنظيم ضربات القلب، يحصل الطبيب المعالج على نوع من التحكم عن بعد، والذي يسمح له، مرة واحدة في السنة أو نحو ذلك، بتنظيم شدة التحفيز الكهربائي وفقًا لمشاعر المريض وإشاراته
