حتى الآن لا يوجد علاج لتمكين النخاع الشوكي من الالتئام ذاتياً مع أن الباحثين في حالة عمل مستمرة لإيجاد طرق لمساعدة الأشخاص المشلولين على استعادة حركتهم من خلال التكنولوجيا.
بهدف مساعدة الأشخاص الذين فقدوا القدرة على الحركة ويعانون من شلل في الأطراف جراء تعرضهم للحوادث، طوّر طلاب في قسم هندسة الإلكترونيات والاتصالات بكلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية في جامعة دمشق شريحة إلكترونية لتوصيل الإشارات والسيالات العصبية في النخاع الشوكي المتضرر.
خوارزميات العمل
يعتبر المشروع الذي تحدث عنه كل من الطلبة بتول حمدان ودعاء مصطفى وأحمد علي وإبراهيم ياسين عن شريحة إلكترونية تزرع في النخاع الشوكي المتضرر، وتشكل جسر عبور لتوصيل السيالات العصبية القادمة من الدماغ إلى العضلات والأطراف، حيث تستقبل الشريحة أوامر الدماغ عن طريق الأعصاب الموصولة فيها بطريقة مدروسة طبياً، وتعالج إشارات الدماغ وترسلها إلى طرف الجسم الموصول.
في حالة الضرر الكبير للحبل الشوكي، يتم نقل الإشارات لاسلكياً بسبب طول مسافة القطع والضرر، حيث يتم اقتباس الإشارة من بداية النخاع الشوكي وتكبير الإشارة ليتم تحويلها إلى إشارة رقمية مناسبة للقراءة من قبل المعالج، ولتتم إعادة إرسالها إلى الطرف الآخر لاسلكياً، ويتم إخراج الإشارة بواسطة محوّل رقمي تشابهي وبنفس الظروف الملائمة لنقل الإشارة الطبيعية والتردد وشكل الموجه ذاته؛ حيث يراعى في التصميم السابق نقل الإشارة بشكل عكسي لتوصيل ردات الفعل من الأجهزة العضلية والنسج للنخاع الشوكي بنفس مسار الإرسال السابق الذي يدعم النظام السابق للاتصال ثنائي الاتجاه.
توضح المهندسة بتول حمدان آلية العمل عن طريق زرع الشريحة في النخاع الشوكي المتضرر لإعادة الوظائف الحركية لهذا الجزء بنسبة تتجاوز الـ 50 بالمئة، من خلال استخدام معالج (ESP32) يحتوي متحكم واي فاي يصل بين دارتي إرسال واستقبال، حيث تم تصميم الدارة الإلكترونية وتجربتها بنجاح بانتظار عمل الشريحة.
مزايا وصعوبات
عن المزايا التي يقدمها التصميم، لفت الطلبة الخريجون القائمون على المشروع إلى أنه يتميز بالسرعة العالية، حيث تتم العملية في أجزاء من الثانية، كما يقوم بتوليد إشارة مشابهة لإشارة الدماغ تستقبلها الأعصاب لتقوم بتحريك العضلات، ما يتيح للأشخاص الذين يعانون من الشلل استعادة الوظائف الحركية. وتكمن الصعوبات التي واجهت عمل الطلاب في موضوع التكلفة المادية المرتفعة للمشروع، وعدم القدرة على تنفيذه باستخدام أدوات تلائم جسم الإنسان، إضافة إلى الإمكانيات المحدودة في الحصول على الأجهزة الطبية مثل جهاز تخطيط الدماغ، لذا تم افتراض إشارة مشابهة لإشارة الدماغ عند حدوث أمر بالحركة، ومعالجتها ونقلها إلى دارة الاستقبال عن طريق المعالج الموجود في الشريحة.
ومن وجهة نظر الدكتورة هلا أمين من قسم الاتصالات بكلية الهمك والمشرفة على المشروع: أن الشريحة التي صممها الطلاب تماثل ما هو موجود في الخارج، مستخدمين مواد تجريبية للحصول على النتائج نفسها، بسبب ارتفاع تكاليف التصنيع بالمواد الأصلية التي تلائم طبيعة الجسم البشري، مشيرة إلى ضرورة تقديم الدعم للطلاب ليتمكنوا من إتمام تصنيع الشريحة لتكون جاهزة للاستخدام. وأكدت على أهمية وجود مثل هذه الشرائح كونها فكرة جديدة ومتطورة، ويمكن أن يسهم إنتاجها محلياً في توفير عملية استيرادها من الخارج ومساعدة الأشخاص المصابين. وهي خطوة مهمة لإنقاذ عشرات الأشخاص المصابين بالشلل من العجز وتهيئتهم ليكونوا فعالين في الحياة العملية.