Μεγάλη επιτυχία της επιστήμης και της τεχνολογίας η διασύνδεση ηλεκτρονικών εμφυτευμάτων με τον ανθρώπινο εγκέφαλο, ωστόσο είναι άγνωστο αν αυτή μπορεί να είναι πλήρης και σταθερή ώστε να υπάρχει μόνιμο αποτέλεσμα για τον ασθενή, όπως μας εξηγεί ο ομότιμος καθηγητής Νευροχειρουργικής του Πανεπιστημίου Αθηνών, επ. πρόεδρος Ευρωπαϊκής Εταιρείας Λειτουργικής Νευροχειρουργικής και μέλος της Παγκόσμιας Ακαδημίας Νευροχειρουργών, Δαμιανός Ε. Σακάς.
Κύριε καθηγητά είναι όντως πρωτοποριακή μια τέτοια επέμβαση;
Η κεντρική ιδέα του εγχειρήματος δεν αποτελεί κάτι πραγματικά νέο. Οι πρώτες επεμβάσεις αυτού του είδους έγιναν στις αρχές της δεκαετίας του 2000 με ένα εμφύτευμα που αποτελείτο από ένα μικρό πλακίδιο, στο μέγεθος περίπου ενός νομίσματος των 5 λεπτών του ευρώ, και από κάτω είχε 64 ακίδες που βυθίζονταν στην κινητική περιοχή του εγκεφάλου. Σε αυτή την θέση, το εμφύτευμα μπορούσε να ανιχνεύει την πρόθεση του ασθενούς να κάνει κίνηση προς κάθε μία από τις βασικές κατευθύνσεις, δηλ. προς τα «πάνω ή κάτω» και προς τα «δεξιά ή αριστερά». Μετά την ανίχνευση της πρόθεσης, η πρόθεση του ασθενούς κωδικοποιείτο σε μορφή ηλεκτρικού σήματος και μεταφερόταν σε ένα δέκτη, ενσωματωμένο σε ένα ηλεκτρονικό υπολογιστή. Αυτή η διάταξη, αφ’ ενός εμφυτεύματος-ανιχνευτή και αφ’ ετέρου δέκτη-υπολογιστή, επέτρεψε σε τετραπληγικούς ασθενείς να μεταφέρουν την επιθυμία τους για κίνηση – όχι σε ένα μέλος του σώματος τους – αλλά σε ένα κέρσορα στην οθόνη ενός υπολογιστή ή σε ένα ρομποτικό βραχίονα.
Η αποκωδικοποίηση και ανάγνωση της σκέψεως του ασθενούς γίνεται μέσω της κινητικής περιοχής του εγκεφάλου, δηλ. με ανίχνευση της ενεργοποίησης κυτταρικών ομάδων του εγκεφάλου που η κάθε κυτταρική ομάδα ενεργοποιείται όταν επιθυμούμε κίνηση προς την μία ή την άλλη κατεύθυνση. Ο ασθενής επιθυμεί π.χ. να πιεί νερό. Με το εμφύτευμα και την τηλεμετρική (ασύρματη) σύνδεση του εμφυτεύματος με τον υπολογιστή, «δακτυλογραφεί» την λέξη «νερό», μετακινώντας ένα κέρσορα πάνω-κάτω και δεξιά-αριστερά μέσα σε ένα πληκτρολόγιο, το οποίο εμφανίζεται στην οθόνη του υπολογιστή (ενεργοποιώντας τις ίδιες κυτταρικές ομάδες που θα κινούσαν ένα μέλος του), και όπως κάνουμε με το χειριστήριο της τηλεόρασης, στην αναζήτηση μας στο YouTube ή σε άλλα μέσα.
Το εμφύτευμα της Neuralink βασίζεται στην ίδια αρχή, όμως είναι τεχνολογικά πολύ εξελιγμένο. Σε κάθε μία από τις 64 ακίδες του αρχικού σχεδίου είναι προσαρμοσμένα 16 τριχοειδή ηλεκτρόδια, διαμορφώνοντας συνολικά ένα αριθμό 1024 (64Χ16) πόλων ηλεκτροδίων τα οποία μπορούν να ανιχνεύσουν την ηλεκτρική δραστηριότητα της περιοχής του εγκεφάλου όπου εμφυτεύονται, σε σύγκριση με τα 64 σημεία ανίχνευσης του αρχικού σχεδίου. Τα σήματα που λαμβάνονται ανά δευτερόλεπτο δίνουν ένα πολύ μεγάλο όγκο πληροφοριών, σχετικά με την πρόθεση του ασθενούς να κάνει μία κίνηση, και η ανάλυση αυτού του μεγάλου όγκου πληροφοριών είναι εφικτή μόνο με το προηγμένο λογισμικό που διαθέτει το εμφύτευμα του Μασκ, σε σχέση με προγενέστερα παρόμοια εμφυτεύματα. Από την ανάλυση αυτή μπορεί να προκύψει ένα ακριβές και ασφαλές συμπέρασμα σχετικά με το τι κίνηση σκέπτεται ότι θα ήθελε να πραγματοποιήσει ο ασθενής. Αυτή η δυνατότητα να «διαβάσουμε» την σκέψη του σχετικά με το ποια είναι η πρόθεση του για το ποια κίνηση θα ήθελε να κάνει, ανοίγει για πολλούς το ενδεχόμενο ότι θα μπορούσαμε με τέτοια εμφυτεύματα, αντί να ανιχνεύουμε την πρόθεση για κίνηση να «διαβάσουμε» και άλλες προθέσεις, και μετά να διεγείρουμε και να «επηρεάσουμε» αυτές τις άλλες σκέψεις του ασθενούς.
Η δυνατότητα να επιτύχουμε κάτι τέτοιο, προϋποθέτει όχι μόνο ακόμη μεγαλύτερη τεχνική αναβάθμιση του εμφυτεύματος του Μασκ, αλλά πολύ βαθύτερη κατανόηση των μηχανισμών της μνήμης, της σκέψεως, της συνείδησης από αυτή που διαθέτουμε σήμερα.
Ελον Μασκ: Κάναμε πετυχημένη μεταμόσχευση ασύρματου εγκεφαλικού εμφυτεύματος σε ασθενή
Η σύνδεση των εμφυτευμάτων με τον εγκέφαλο έχει αποφέρει θετικά αποτελέσματα;
Η σύνδεση ηλεκτρονικών εμφυτευμάτων με τον εγκέφαλο έχει εξελιχθεί πολύ τα τελευταία 20 χρόνια και έχει γίνει πλέον ένας επιστημονικά πλήρως αποδεκτός τρόπος θεραπείας κυρίως των κινητικών διαταραχών, σε βαριές νευρολογικές φαρμακοανθεκτικές κινητικές παθήσεις, όπως η νόσος Πάρκινσον, δυστονία, σκλήρυνση κατά πλάκας, σπαστικότητα κ.α.. Επίσης, η σύνδεση τέτοιων συσκευών έχει ευρεία εφαρμογή και αποτελεσματικότητα στην αντιμετώπιση πολλών μορφών χρόνιου αφόρητου φαρμακοανθεκτικού πόνου. Στην χώρα μας έχουν πραγματοποιηθεί πολλές επεμβάσεις, ορισμένες εκ των οποίων είχαν πρωτοποριακό χαρακτήρα, όπως οι πρώτες παγκοσμίως επιτυχείς επεμβάσεις για αντιμετώπιση των νευρολογικών παθήσεων όπως (δυστονικής καμπτοκορμίας, αυχενογενούς ημικρανίας και βαριάς παραπληγίας λόγω βλάβης νωτιαίου μυελού).
Θα μπορούσαμε να περιγράψουμε το αυτό πεδίο (συμπεριλαμβανομένης της τεχνολογίας του Μασκ), ως επεμβατική ηλεκτροθεραπεία ή σύμφωνα με άλλους Βιοηλεκτρονική Ιατρική (Bioelectronic Medicine). Αποτελεί μία νέα μορφή αναδυόμενης θεραπείας, που έρχεται να προστεθεί στις παραδοσιακές θεραπείες, δηλ. την φαρμακευτική, τη χειρουργική και την ακτινοθεραπεία. Συχνά έχει εντυπωσιακά αποτελέσματα σε παθήσεις, που οφείλονται σε διαταραχές της ηλεκτρικής αγωγιμότητας και δεν μπορούν να αντιμετωπισθούν με τις άλλες μεθόδους.
Επιτυγχάνεται πλήρως μια τέτοια σύνδεση;
Η σύνδεση δεν θα μπορούσε να χαρακτηρισθεί πλήρης, αλλά ως επαρκής, για να έχουμε ένα καλό θεραπευτικό αποτέλεσμα. Δεν μπορεί να είναι πλήρης διότι ο εγκέφαλος έχει τρισεκατομμύρια δίκτυα, τα οποία αφ’ ενός δεν έχουμε κατανοήσει πλήρως και αφ’ ετέρου δεν διαθέτουμε τόσο μικροσκοπικά εξελιγμένα εμφυτεύματα που θα μπορούσαν να επιτρέπουν μία πλήρη σύνδεση. Πρέπει να επισημάνουμε ότι το μεγάλο ζητούμενο είναι η ποιότητα της σύνδεσης, δηλ. πόσο αξιόπιστη διακίνηση σημάτων γίνεται μεταξύ του εμφυτεύματος και του εγκεφάλου καθώς και η βιωσιμότητα της σύνδεσης, δηλ. για πόσο μεγάλο χρονικό διάστημα θα παραμείνει λειτουργική. Aν το εμφύτευμα δυσλειτουργήσει και δεν λαμβάνει σήματα, ο ασθενής θα βρεθεί με ένα άχρηστο ξένο σώμα μέσα στον εγκέφαλο του.
Μπορεί να αποκτήσει μέσω αυτή της σύνδεσης ο ασθενής δυνατότητα κινήσεων;
Το εμφύτευμα στον εγκέφαλο είναι ο ανιχνευτής ή ο αισθητήρας. Χρειάζεται και ένα δεύτερο εμφύτευμα, το εκτελεστικό εμφύτευμα που θα υλοποιεί την κίνηση.
Το δεύτερο σκέλος μπορεί να είναι:
- ένα εμφύτευμα στον ώμο το οποίο έχει καλωδιακή σύνδεση με κρίσιμες μυϊκές ομάδες του χεριού, και επιτρέπει στον ασθενή να κάνει βασικές κινήσεις με το χέρι, να το κινήσει προς τα πάνω ή προς τα κάτω, να συγκρατήσει μέσα στην παλάμη του ένα αντικείμενο, όπως ένα κύπελλο με καφέ, κ.λπ.
- ή ένα εμφύτευμα στον νωτιαίο μυελό που δέχεται το σήμα από το εγκεφαλικό εμφύτευμα (το σήμα δηλ. που φέρει την πρόθεση του ασθενούς να κινήσει τα πόδια του προς μία συγκεκριμένη κατεύθυνση). Στην συνέχεια, το νωτιαίο εμφύτευμα εκτελεί την κίνηση δίνοντας ηλεκτρικά σήματα στους μυς, στα πόδια, επιτρέποντας με αυτό τον τρόπο στον ασθενή, να βαδίσει.
Σημειώνω, ότι στην χώρα μας έχει τοποθετηθεί το πρώτο νωτιαίο εμφύτευμα, με επιτυχία και επέτρεψε αυτόνομη κίνηση σε παραπληγική ασθενή.
Πόσο κοντά ή μακριά θα βλέπατε να ολοκληρώνεται ένα τέτοιο επίτευγμα;
Είναι δύσκολο να γίνει ακριβής πρόβλεψη. Είναι όμως ρεαλιστικό να περιμένουμε ότι θα δούμε την ωρίμανση αυτών των τεχνολογιών και την ευρύτερη εφαρμογή τους σε πάσχοντες, σε ένα χρονικό ορίζοντα δεκαετίας από σήμερα.
