อินเทอร์เฟซสมองกับคอมพิวเตอร์กลายเป็นทางสองทางแล้ว – การทดลองล่าสุดช่วยให้แขนที่เป็นอัมพาตรู้สึกสัมผัสได้อีกครั้ง
ในอดีต เทคโนโลยีอินเทอร์เฟซสมองกับคอมพิวเตอร์ หรือ BCI (Brain-Computer Interface) มักถูกมองว่าเป็นระบบทางเดียว ที่นำสัญญาณจากสมองส่งไปยังเครื่องจักร เพื่อควบคุมแขนกลหรือคอมพิวเตอร์ แต่ตอนนี้ โลกของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกำลังก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ของ BCI ที่ไม่เพียงแต่ “ส่งคำสั่ง” ออกไปจากสมองได้เท่านั้น แต่ยังสามารถ “ส่งกลับ” ข้อมูลความรู้สึกกลับเข้าสมองได้เช่นกัน
การทดลองล่าสุดโดยทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยชั้นนำในสหรัฐฯ ได้สร้างความตื่นตาตื่นใจให้กับวงการวิทยาศาสตร์ประสาทวิทยา เมื่อพวกเขาสามารถคืนความรู้สึกสัมผัสให้แก่ผู้ป่วยอัมพาตแขนได้ โดยใช้เทคโนโลยี BCI แบบสองทาง ที่สามารถถ่ายทอดข้อมูลความรู้สึกจากแขนหุ่นยนต์กลับเข้าสู่สมองของผู้ป่วยโดยตรง
กระบวนการนี้ทำได้โดยการฝังอิเล็กโทรดเล็ก ๆ ลงในบริเวณสมองที่ควบคุมการรับรู้สัมผัส และเชื่อมต่อกับระบบตรวจจับที่อยู่ในแขนหุ่นยนต์ เมื่อผู้ป่วยสัมผัสวัตถุผ่านแขนกล สัญญาณสัมผัสจะถูกแปลงเป็นข้อมูลไฟฟ้าและส่งตรงเข้าสู่สมองของผู้ป่วย ทำให้เขาสามารถ “รู้สึก” ได้ว่ากำลังสัมผัสสิ่งใดอยู่ ไม่ว่าจะเป็นความแข็ง นุ่ม หยาบ หรือเรียบ
หนึ่งในผู้เข้าร่วมการทดลองรายงานว่า เขารู้สึกเหมือนแขนของตัวเอง “กลับมามีชีวิตอีกครั้ง” แม้ว่าจะไม่สามารถขยับแขนได้ตามปกติ แต่การมีความรู้สึกสัมผัสกลับมาได้นั้น ถือเป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญสำหรับคุณภาพชีวิต
นวัตกรรมนี้ไม่เพียงแค่เปิดประตูไปสู่การฟื้นฟูความสามารถของผู้ป่วยอัมพาตเท่านั้น แต่ยังสร้างความหวังใหม่ในวงการเวชศาสตร์ฟื้นฟูและเทคโนโลยีประสาท อนาคตอาจได้เห็นการพัฒนาแขนขาเทียมที่มีความรู้สึกเหมือนอวัยวะจริง และสามารถควบคุมได้โดยสมองโดยตรงอย่างเต็มประสิทธิภาพ
BCI แบบสองทางจึงไม่ใช่แค่แนวคิดในนิยายวิทยาศาสตร์อีกต่อไป แต่เป็นความเป็นจริงที่เริ่มต้นขึ้นแล้ว และอาจเปลี่ยนชีวิตของผู้คนนับล้านทั่วโลกในอนาคตอันใกล้
ความก้าวหน้าในการเชื่อมต่อสมองกับคอมพิวเตอร์ (Brain-Computer Interfaces)
ในตอนแรก โธมัสสามารถยกแขนของเขาขึ้นจากรถเข็นได้เพียงเล็กน้อยประมาณหนึ่งนิ้ว แต่หลังจากได้รับการกระตุ้นไขสันหลังผ่านแผ่นแปะที่ติดอยู่บริเวณคอ เขาก็สามารถเพิ่มแรงแขนได้มากพอจนสามารถยกมือขึ้นมาปาดหน้าได้ด้วยตัวเองโดยไม่ต้องพึ่งพาผู้อื่น
ชายคนหนึ่งนั่งบนรถเข็นขณะถือถ้วยและดื่มจากมันด้วยความช่วยเหลือของเซนเซอร์ที่เชื่อมต่อกับแขนและสมองของเขา – นั่นคือ คีธ โธมัส ผู้ที่เป็นอัมพาตจากอุบัติเหตุจากการดำน้ำในปี 2020 ตอนนี้สามารถยกถ้วยและดื่มน้ำได้ด้วยตัวเอง
(จากสถาบัน Feinstein Institutes)
ขณะเดียวกัน เซนเซอร์ขนาดเล็กที่ติดอยู่กับนิ้วและฝ่ามือของโธมัสจะส่งข้อมูลเกี่ยวกับการสัมผัสและแรงกดกลับไปยังคอมพิวเตอร์ ซึ่งจะไปกระตุ้นสมองส่วนรับรู้ความรู้สึก (somatosensory cortex) ทำให้เขารู้สึกเหมือนกับว่าได้สัมผัสจริงๆ ระบบนี้ทำให้เขาสามารถ “รู้สึก” ได้ผ่านมือของตนเอง และใช้ความรู้สึกนั้นในการเคลื่อนไหวได้ ตัวอย่างเช่น ตอนนี้โธมัสสามารถหยิบเปลือกไข่เปล่าโดยไม่ทำให้มันแตกได้ ตามคำกล่าวของนักวิจัย บูตอง (Bouton)
โธมัสยังสามารถหยิบถ้วยและดื่มจากมันได้เพียงแค่ “คิด” ว่าต้องการทำสิ่งนั้น ยิ่งไปกว่านั้น เขายังสามารถรับรู้การสัมผัสที่ปลายแขนและข้อมือ แม้ในขณะไม่ได้เชื่อมต่อกับระบบประสาทเทียมดังกล่าว ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบแน่ชัดว่ากลไกทางกายภาพใดที่ทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้น – แต่อาจเป็นผลจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่า neuroplasticity (การปรับตัวของสมอง) ซึ่งทำให้เกิดการสร้างเส้นทางการเชื่อมโยงใหม่ระหว่างเส้นประสาทและสมอง
บูตองกล่าวว่า “จากการทดลองในสัตว์ เราทราบว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของเซลล์ประสาทได้ แต่ในกรณีนี้ เรายังไม่แน่ใจว่าเป็นผลมาจากการเสริมความแข็งแรงของการเชื่อมต่อที่ยังเหลืออยู่บริเวณไขสันหลังที่บาดเจ็บหรือไม่ สิ่งที่เราทราบแน่ชัดในตอนนี้คือ ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นมีความสำคัญและนำไปสู่การฟื้นตัวที่มีความหมายและใช้งานได้จริง”
ด้วยผลลัพธ์ที่น่าประทับใจนี้ ระบบประสาทเทียมแบบทางคู่ (double neural bypass systems) อาจกลายเป็นแนวทางการรักษาศักยภาพสูงในอนาคต สำหรับผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บไขสันหลัง รวมถึงผู้ที่เป็นโรคหลอดเลือดสมอง พาร์กินสัน หรือการบาดเจ็บทางสมองจากอุบัติเหตุ
source: spectrum
