תקווה למשותקים: פיתוח ישראלי הופך מחשבות לתנועות
פריצת דרך מדעית: חוקרי האוניברסיטה העברית הצליחו לפענח אותות חשמליים במוח של קוף ולתרגם אותם לתנועה על פני מסך מחשב. החלום נראה כעת קרוב מתמיד: אדם משותק יוכל ללכת על רגליים מלאכותיות – בכוח מחשבותיו בלבד
החלום עדיין רחוק, אך בהחלט בהישג יד: בעתיד יוכל אדם משותק – בכוח מחשבותיו בלבד – להניע "יד רובוטית" ואולי אף ללכת על רגליים מלאכותיות.
את ניצני החלום אפשר לראות במחקר שנערך במרכז הבינתחומי לחישוביות עצבית באוניברסיטה העברית. שם הולך ומפענח צוות חוקרים את משמעות האותות החשמליים שבאמצעותם שולט המוח על תנועות השרירים בגוף ומפיק תנועות רצוניות.
המחקר החדשני נערך על-ידי צוות בראשותו של פרופ' אילון ועדיה, ראש תוכנית הדוקטורט לחישוביות עצבית באוניברסיטה העברית וראש המחלקה לפיסיולוגיה בבית-הספר לרפואה. עבודות מחקר מסוג זה נערכות רק במעבדות ספורות בעולם.
המחקר של הקבוצה הירושלמית מתמקד באיזור מוגדר וידוע במוח – קליפת המוח המוטורית – אשר שולח אל איברי הגוף "הוראות" המייצרות תנועה. ה"הוראות" הן למעשה אוסף של מיליוני אותות חשמליים המועברים מהמוח, באמצעות חוט השדרה, אל שרירי הגוף.
לצורך פענוח ומיפוי האותות החשמליים הללו השתמשו החוקרים במכשור משוכלל, שבאמצעותו ניתן היה לעקוב אחר הפעילות החשמלית של מספר רב של תאי עצב ולפענח את המסרים שהיא מייצגת.
החוקרים השתמשו בחיות ניסוי (כמו קופים), שאומנו לבצע תנועות מסוימות (כמו להזיז את ידם קדימה או לצדדים). למוחן של החיות הוחדרו מערכים של אלקטרודות עדינות ורגישות, שאינן גורמות נזק לרקמות המוח.
באמצעות האלוקטרודות עקבו החוקרים אחרי האותות החשמליים ששוגרו מקליפת המוח של החיה בזמן שביצעה את התנועה – וכך הצליחו לקדד באופן מדויק כל תנועה ותנועה. הם הצליחו לפענח אילו אותות מסוימים גורמים לתנועה מסוימת.
לבסוף הצליחו החוקרים לפתח תוכנת מחשב המקבלת כקלט פעילות מוחית חשמלית, מתרגמת אותה ומזיזה אובייקט על מסך מחשב – על-פי ה"הוראה" החשמלית שהתקבלה מהמוח.
בשלב הבא של המחקר, שעומד להתבצע כבר בקרוב, ישוגרו ההוראות החשמליות האלה ממוח החיה, באמצעות האלקטרודות ומחשב שישמש כ"מתרגם-מתווך", אל יד רובוטית. היד הרובוטית תבצע פעולות שהוכתבו לה באמצעות ה"מחשבה" שחלפה במוח החיה בלבד, ללא מעורבות הגפיים.
בשלב זה נערך המחקר בחיות ניסוי – אבל בקצה הדרך רוצים החוקרים ליישם את תוצאות המחקר בטיפול בבני-אדם משותקים, שאין דרך אחרת להעניק להם יכולת תנועתית.
"הטכנולוגיה שבאמצעותה נוכל לפענח את תנועות אצבעותיו של פסנתרן אמן עדיין אינה מצויה בידינו", אומר פרופ' עידן שגב, ראש המרכז הבינתחומי לחישוביות עצבית. "לשם פיענוח כה מורכב יידרשו להערכתי עוד כעשר שנות עבודה, בסיוע מחשב-על. אבל כבר עכשיו ניתן לפענח היטב, רק על-פי האותות החשמליים מאיזור מסוים בקליפת המוח המוטורית, אילו איברים יניע הקוף בתנועות גסות".
הראש הישראלי: המרכז הגדול מסוגו בעולם
המרכז הבינתחומי לחישוביות עצבית באוניברסיטה העברית בירושלים הוא הגדול מסוגו בעולם. מלבדו קיים רק עוד מרכז אחד, קטן יותר, במדינת קליפורניה בארצות-הברית.
במרכז הירושלמי ישנם 24 פרופסורים מתחומים שונים ומשונים: החל ממומחים לשפה ובלשנות ועד לפיזיקאים, מומחים לרובוטיקה ולמדעי המחשב, מומחים לפסיכולוגיה וכמובן חוקרי מוח מהשורה הראשונה.
נוסף על הפרופסורים מקדיש המרכז משאבים ומאמצים בחינוכם של כ-60 דוקטורנטים, גם הם מתחומים מגוונים. פעם בשבוע מתקבצים כל אלה לסמינר בנושא המוח, ובכל פעם נבחן הנושא מהיבט מדעי שונה. פעם בשנה נערך מפגש של ארבעה ימים בעין-גדי, שבו נבחנת פעילות המוח מהיבטים מדעיים שונים.
ממצאי המחקר יוצגו בכנס בחסות "סופרמן"
אל הפיתוח הישראלי בתחום "כוח המחשבה" התוודע שחקן הקולנוע כריסטופר ריב, שגילם את סופרמן – עד אשר, בתאונה טראגית לפני כשבע שנים, נפל בעת שרכב על סוסו והפך למשותק מצווארו ומטה.
מאז הפציעה רואה ריב את ייעודו בסיוע למחקרים מדעיים שאמורים לפתור, אם לא את בעייתו האישית – לפחות את של נפגעי מוח ונפגעי עמוד שדרה אחרים בעולם ומשקיע מאמצים מרשימים בשיכנוע ממשלות בחשיבות העצומה של המחקר הרפואי בנושא ואף ייסד קרן מחקר משלו למימון מחקר רפואי.
בעוד כשבועיים יוצגו ממצאי המחקר בכנס שייערך בפאלם ביץ' שבפלורידה בהשתתפותו ובחסותו של ריב. הקשר בין המרכז הבינתחומי לשחקן המשותק נוצר בקיץ האחרון. ריב ביקר אז בארץ ושמע מפי שניים מחוקרי המרכז – פרופ' אילון ועדיה ופרופ' חגי ברגמן – על עבודתם. במקביל נפגש בארצות-הברית מנהל המרכז הבינתחומי, פרופ' עידן שגב, עם צוות יועציו של ריב. דבריו של פרופ' שגב עשו רושם רב על צוות היועצים – וכך נולד הרעיון לערוך את הכנס בחסותו ובהשתתפותו של ריב.
פרופ' ועדיה, שנפגש עם ריב בביקורו האחרון בארץ ביולי, סיפר אתמול כי פגש באדם בעל תחושת שליחות עמוקה: "ריב מאמין בכל ליבו שיום אחד יקום וישוב ללכת. מאז נפגע בתאונה, הוא למד את הנושא לעומקו והפך להיות לוביסט גדול של חקר המוח ועמוד השדרה מתוך רצון עז לעזור למי שנפגעו. 'העולם צריך את זה', אמר לנו כאשר שוחחנו על מחקרי המוח".
לפנייה לכתב/ת 
פרופ' אילון ועדיה, כשמאחוריו גלי מוח על צג המחשב
צילום: עמית שאבי
מומלצים
