مريض التصلب الجانبي الضموري يسجّل 3,800 ساعة استخدام مستقل لزرعة دماغية تُعيد له النطق

أبرز النقاط

• أول مريض يستخدم واجهة دماغ-حاسوب للنطق بشكل مستقل يومياً لأكثر من ثلاث سنوات
• النظام يحقق دقة 99% مع مفردات تتجاوز 125 ألف كلمة إنجليزية
• التقنية تحولت من تجربة مختبرية إلى أداة عملية للعمل والتواصل الأسري

للمرة الأولى، يثبت مريض مصاب بالتصلب الجانبي الضموري (ALS) أن واجهة دماغ-حاسوب للكلام يمكن أن تنتقل من المختبر إلى الحياة اليومية الفعلية. كيسي هاريل، الناشط البيئي الأمريكي البالغ 48 عاماً، سجّل أكثر من 3,800 ساعة استخدام منزلي مستقل لزرعته الدماغية خلال أقل من عامين، محققاً ما وصفه فريقه البحثي بأنه "أول مستخدم فعلي" لهذه التقنية الثورية.

كيف تحوّل مريض مشلول إلى أول مستخدم فعلي لزرعة النطق الدماغية؟

بدأت رحلة هاريل في يوليو 2023 حين أجرى فريق جراحي بقيادة ديفيد براندمان، الأستاذ المشارك في جراحة الأعصاب بجامعة كاليفورنيا في ديفيس، عملية استغرقت خمس ساعات لزرع أربع مصفوفات من الأقطاب الكهربائية في دماغه. تحتوي كل مصفوفة على 64 قطباً، وتتصل كل مصفوفتين بنقطة توصيل خارجية على الجمجمة تربط الأقطاب بالحاسوب.

كان هاريل وقتها في الخامسة والأربعين، فاقداً القدرة على تحريك كرسيه المتحرك أو إطعام نفسه، ويعاني من صعوبة شديدة في النطق جعلت المحيطين به عاجزين عن فهم كلامه. لكنه لم يتردد حين عُرضت عليه المشاركة في التجربة، إذ أشار إلى أن الصناعة كانت على أعتاب تحول جذري وأراد أن يكون جزءاً منه.

ما آلية عمل النظام في تحويل نشاط الدماغ إلى كلام مسموع؟

يعتمد النظام على تسجيل النشاط العصبي من القشرة الحركية للكلام، وهي منطقة الدماغ المسؤولة عن الحركات التي تمكّننا من النطق. أوضح نيكولاس كارد، مهندس الأعصاب في الفريق، أن اللغة الإنجليزية الأمريكية تتكون من 39 صوتاً أساسياً (فونيم)، ورسم خريطة النشاط العصبي المرتبط بكل صوت يتيح إنشاء مفكك شفرة كلام مخصص لكل مريض.

• المرحلة الأولى: تحويل البيانات الدماغية إلى فونيمات
• المرحلة الثانية: تحويل الفونيمات إلى كلمات منطوقة عبر برنامج توليد صوتي
• النتيجة: كلام مسموع بصوت اصطناعي مبني على صوت المريض الأصلي قبل المرض

بدأ الفريق تشغيل الجهاز بعد نحو شهر من الجراحة. في اليوم الأول من أغسطس 2023، نجح هاريل في التحدث باستخدام مفردات من 50 كلمة بدقة بلغت 99.6%. لاحقاً، توسعت المفردات إلى 125,000 كلمة مع الحفاظ على دقة 97.5%، ثم ارتفعت الدقة الإجمالية للنظام إلى 99% وفق ما أفاد سيرجي ستافيسكي، مهندس الأعصاب في الفريق.

لماذا يُعدّ الاستخدام المنزلي المستقل نقطة تحول جوهرية؟

في البداية، كان أعضاء الفريق البحثي يزورون هاريل في منزله لتوصيله بالجهاز وفصله عنه كلما أراد استخدامه. لكن الفريق نجح لاحقاً في أتمتة أجزاء واسعة من النظام، فأصبح مقدم الرعاية قادراً على تركيب الجهاز وإزالته. وصف ستافيسكي الروتين الجديد بأن هاريل يستيقظ، يُوصَّل بالجهاز، ثم يبدأ يومه مباشرة.

علّقت ماريسكا فانستيسل، الباحثة في واجهات الدماغ-الحاسوب بمركز أوترخت الطبي والتي لم تشارك في التجربة، بأن إثبات قيمة هذه التقنيات يتطلب اختبارها في البيئات الفعلية التي ستُستخدم فيها، بعيداً عن الإشراف المستمر من فرق البحث. وهذا بالضبط ما حققه هاريل.

ما الميزات التي أضافها الفريق استجابةً لاحتياجات المستخدم؟

لم يكتفِ الفريق بتحسين الدقة، بل استجاب لطلبات هاريل الشخصية. أصبح بإمكانه الآن تفعيل "وضع الخصوصية" الذي يحذف تلقائياً أي نص يفككه النظام من نشاطه الدماغي، وهي ميزة أثارت إعجاب مجتمعات التقنية العصبية على منصات مثل Reddit وHackerNews باعتبارها خطوة حيوية نحو الدمج الأخلاقي لهذه التقنيات في الحياة الشخصية.

• وضع الخصوصية: إيقاف فك تشفير النشاط الدماغي وحذف النصوص تلقائياً
• فلتر الألفاظ النابية: للاستخدام أثناء التحدث مع ابنته الصغيرة
• التحكم بالمؤشر: تمكينه من تصفح الإنترنت وإرسال الرسائل والبريد الإلكتروني
• متابعة العمل: استمراره في وظيفته كناشط بيئي

يستخدم هاريل الجهاز حتى 12 ساعة يومياً، وتواصل عبره بأكثر من 183,000 جملة منذ بدء التجربة. سرعة تواصله تبلغ 56 كلمة في الدقيقة، وهي أسرع بكثير من أدوات تتبع العين التقليدية.

هل تصمد الزرعات الدماغية على المدى الطويل؟

من المخاوف الرئيسية في مجال واجهات الدماغ-الحاسوب تشكّل نسيج ندبي حول الأقطاب الكهربائية، مما قد يعيق قدرتها على التقاط النشاط العصبي. لكن حالة هاريل تُظهر أن هذا لم يحدث بعد قرابة ثلاث سنوات من الزرع، وهو مؤشر مبشّر على إمكانية الاستخدام طويل الأمد.

نُشرت نتائج التجربة في دورية Nature Medicine، موثقةً أداء النظام واستقراره على مدى 22.6 شهراً من الاستخدام المنزلي المستقل. وصف ستافيسكي هاريل بأنه "أول مستخدم فعلي لواجهة دماغ-حاسوب للكلام"، في إشارة إلى انتقال التقنية من مرحلة الإثبات المختبري إلى الاستخدام اليومي الحقيقي.

عبّر هاريل عن تجربته بالقول إن العيش مع مرض مثل ALS يُفترض أن يُقلّص الأحلام، لكنه يرفض ذلك. وأضاف أن أي ميزة من هذه الميزات كانت لتكون نعمة هائلة بمفردها، أما الحصول عليها جميعاً فهو ثوري بكل معنى الكلمة.

الأسئلة الشائعة

ما هي واجهة الدماغ-الحاسوب للكلام؟

نظام يستخدم أقطاباً كهربائية مزروعة في الدماغ لتسجيل النشاط العصبي من منطقة الكلام الحركية، ثم يحوّل هذا النشاط إلى كلمات منطوقة عبر خوارزميات ذكاء اصطناعي.

كم تبلغ دقة نظام هاريل حالياً؟

يحقق النظام دقة 99% مع مفردات تتجاوز 125,000 كلمة إنجليزية، بعد أن بدأ بدقة 99.6% مع 50 كلمة فقط.

هل يمكن للمريض استخدام الجهاز دون إشراف طبي مستمر؟

نعم، بعد أتمتة النظام أصبح مقدم الرعاية قادراً على تركيب الجهاز وإزالته، ويستخدمه هاريل حتى 12 ساعة يومياً من منزله.

ما المخاطر طويلة الأمد للزرعات الدماغية؟

أبرز المخاوف تشكّل نسيج ندبي حول الأقطاب، لكن حالة هاريل بعد ثلاث سنوات لا تُظهر هذه المشكلة حتى الآن.

هل تتوفر هذه التقنية تجارياً؟

لا تزال في مرحلة التجارب السريرية البحثية ولم تحصل بعد على اعتمادات تجارية واسعة.