بفضل غرسة جذع الدماغ.. نتائج مذهلة في استعادة حاسة السمع

على مدى العقدين الماضيين، استعاد الكثيرون حاسة السمع بفضل أنجح جهاز تقني عصبي تم التوصل إليه حتى الآن، وهو زراعة القوقعة.

لكن بالنسبة لمن يعانون من تلف شديد في عصب القوقعة لا يسمح بزراعة القوقعة التقليدية، فإن زراعة جذع الدماغ السمعي (ABI) هي بديل واعد.

للأسف، تُعدّ أجهزة ABI الحالية غرسات صلبة لا تسمح بتلامس جيد للأنسجة، ونتيجةً لذلك، عادةً ما يُوقف الأطباء معظم الأقطاب الكهربائية بسبب آثار جانبية غير مرغوب فيها، مثل الدوخة أو ارتعاش الوجه، مما يُؤدي إلى عدم قدرة معظم مستخدمي ABI على إدراك سوى أصوات غامضة، مع ضعف وضوح الكلام.

الآن، طوّر فريق من مختبر الواجهات الإلكترونية الحيوية اللينة التابع للمعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان واجهة تفاعلية إلكترونية حيوية ناعمة ذات غشاء رقيق.

يستخدم الجهاز أقطابًا كهربائية من البلاتين بقياس الميكرومتر مدمجة في السيليكون، مُشكّلةً مصفوفة مرنة لا يتجاوز سمكها جزءًا من المليمتر.

يتيح هذا النهج الجديد، الذي نُشر في مجلة Nature Biomedical Engineering ، اتصالاً أفضل بالأنسجة، مما قد يمنع تنشيط الأعصاب غير المستهدفة ويقلل من الآثار الجانبية.

وقالت ستيفاني ب. لاكور، رئيسة مختبر الواجهات الإلكترونية الحيوية الناعمة في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا: "يُعدّ تصميم غرسة ناعمة تتوافق تمامًا مع بيئة جذع الدماغ إنجازًا بالغ الأهمية في استعادة السمع للمرضى الذين لا يستطيعون استخدام غرسات القوقعة. ويُظهر نجاحنا في تجربة قرود المكاك وعدًا حقيقيًا بنقل هذه التقنية إلى العيادات وتوفير سمع أكثر ثراءً ودقة".

السمع الاصطناعي

بدلاً من الاعتماد على الاختبارات الجراحية فحسب، أجرى الباحثون تجارب سلوكية مكثفة على قرود المكاك ذات السمع الطبيعي.

سمح لهم ذلك بقياس مدى قدرة الحيوانات على تمييز أنماط التحفيز الكهربائي، كما تفعل مع السمع الصوتي الطبيعي.

تقول إيميلي ريفول، المؤلفة المشاركة الأولى في المشروع: "يتمثل نصف التحدي في التوصل إلى غرسة قابلة للتطبيق، والنصف الآخر هو تعليم الحيوان أن يظهر لنا، سلوكياً، ما يسمعه بالفعل".

لقد قامت بتدريب الحيوانات بدقة شديدة للقيام بمهمة التمييز السمعي: تعلمت القرود الضغط على رافعة وإطلاقها للإشارة إلى ما إذا كانت النغمات المتتالية "متماثلة" أو "مختلفة".

وأضافت ريفول: "قمنا بإدخال التحفيز من خلال ABI الناعم خطوة بخطوة، ودمجه مع النغمات العادية في البداية حتى يتمكن القرد من سد الفجوة بين السمع الصوتي والسمع الاصطناعي".

في النهاية، كان الهدف هو معرفة ما إذا كان الحيوان قادرًا على رصد التحولات الصغيرة بين زوج من الأقطاب الكهربائية عند تحفيز منطقة ABI الناعمة فقط.

تشير النتائج إلى أن الحيوان تعامل مع هذه النبضات بنفس الطريقة تقريبًا التي تعامل بها مع "الأصوات الحقيقية".

وقال أليكس ترويليه، المؤلف الرئيسي المشارك في الدراسة: "كانت فكرتنا الرئيسية هي الاستفادة من واجهات إلكترونية حيوية ناعمة لتحسين توافق الأقطاب الكهربائية مع الأنسجة".

وأضاف: "إذا اتبعت المصفوفة بشكل طبيعي التشريح المنحني لجذع الدماغ، يمكننا خفض عتبات التحفيز والحفاظ على أقطاب كهربائية أكثر نشاطًا لضمان سمع عالي الدقة".

تستقر أقطاب ABI التقليدية على السطح الظهري للنواة القوقعية، التي يبلغ نصف قطرها 3 مم وشكلها المعقد.

تترك الأقطاب الكهربائية الصلبة فجوات هوائية، مما يؤدي إلى انتشار مفرط للتيار وتحفيز عصبي غير مرغوب فيه.

على النقيض من ذلك، ينحني تصميم السيليكون فائق الرقة الذي ابتكره فريق EPFL بسهولة حول الأنسجة.

إلى جانب التوافق، فإن التصنيع المرن للمصفوفة الناعمة يعني أنه يمكن إعادة تكوينها لتناسب تشريحيات مختلفة.

آثار جانبية أقل

كانت إحدى النتائج الحاسمة لدراسة قرود المكاك غياب أي آثار جانبية ملحوظة.

أفاد الباحثون أنه ضمن نطاق التيارات الكهربائية المُختبرة، لم يُظهر الحيوان أي علامات انزعاج أو تشنجات عضلية حول الوجه، وهي شكاوى شائعة بين مستخدمي ABI من البشر.

وقالت ريفول: "ضغط القرد على الرافعة لتحفيز نفسه مرارًا وتكرارًا. لو كان الإدخال الاصطناعي مزعجًا، لربما توقف".

بالرغم من أن هذه النتائج واعدة، إلا أن الطريق إلى جهاز لين لتصحيح خلل التنسج النخاعي (ABI) متاح تجاريًا سيتطلب المزيد من البحث والخطوات التنظيمية.