મગજ પ્રત્યારોપણ લકવાગ્રસ્ત માણસને તેના વિચારોનો ઉપયોગ કરીને ચાલવા દે છે

ગર્ટ-જાન ઓસ્કમ 2011 માં ચીનમાં રહેતો હતો જ્યારે તે એક મોટરસાઇકલ અકસ્માતમાં હતો જેના કારણે તે હિપ્સથી નીચે લકવાગ્રસ્ત થઈ ગયો હતો. હવે, ઉપકરણોના સંયોજનથી, વૈજ્ઞાનિકોએ તેને ફરીથી તેના નીચલા શરીર પર નિયંત્રણ આપ્યું છે.

“12 વર્ષથી હું મારા પગ પાછા મેળવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યો છું,” શ્રી ઓસ્કમે મંગળવારે એક પ્રેસ બ્રીફિંગમાં જણાવ્યું હતું. “હવે હું સામાન્ય, કુદરતી રીતે કેવી રીતે ચાલવું તે શીખી ગયો છું.”

નેચર જર્નલમાં બુધવારે પ્રકાશિત થયેલા એક અભ્યાસમાં, સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડના સંશોધકોએ ઇમ્પ્લાન્ટ્સનું વર્ણન કર્યું જે શ્રી ઓસ્કમના મગજ અને તેમની કરોડરજ્જુ વચ્ચે “ડિજિટલ બ્રિજ” પ્રદાન કરે છે, ઇજાગ્રસ્ત ભાગોને બાયપાસ કરીને. આ શોધે 40 વર્ષીય શ્રી ઓસ્કમને માત્ર વૉકરની મદદથી જ ઊભા રહેવા, ચાલવા અને સીધા રસ્તા પર ચઢવાની મંજૂરી આપી. ઇમ્પ્લાન્ટ દાખલ કર્યાના એક વર્ષથી વધુ સમય પછી, તેણે આ ક્ષમતાઓ જાળવી રાખી છે અને વાસ્તવમાં ન્યુરોલોજીકલ રિકવરીના ચિહ્નો દર્શાવ્યા છે, જ્યારે ઇમ્પ્લાન્ટ બંધ કરવામાં આવ્યું હતું ત્યારે પણ ક્રેચ સાથે ચાલવું.

“અમે ગર્ટ-જાનના વિચારોને કબજે કર્યા છે, અને સ્વૈચ્છિક ચળવળને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે કરોડરજ્જુના ઉત્તેજનમાં આ વિચારોનું ભાષાંતર કર્યું છે,” સ્વિસ ફેડરલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ ટેક્નોલોજી, લૌઝેનના કરોડરજ્જુના નિષ્ણાત ગ્રેગોઇર કોર્ટાઇન, જેમણે મદદ કરી સંશોધનનું નેતૃત્વ કરો, પ્રેસ બ્રીફિંગમાં જણાવ્યું હતું.

જોસેલીન બ્લોચે, યુનિવર્સિટી ઓફ લોઝેનના ન્યુરોસાયન્ટિસ્ટ કે જેમણે શ્રી ઓસ્કમમાં ઇમ્પ્લાન્ટ મૂક્યું હતું, તેમણે ઉમેર્યું, “મારા માટે શરૂઆતમાં તે તદ્દન વિજ્ઞાન સાહિત્ય હતું, પરંતુ આજે તે સાચું બન્યું છે.”

તાજેતરના દાયકાઓમાં કરોડરજ્જુની ઇજાની તકનીકી સારવારમાં ઘણી પ્રગતિ થઈ છે. 2016 માં, ડૉ. કોર્ટીનની આગેવાની હેઠળના વૈજ્ઞાનિકોનું એક જૂથ લકવાગ્રસ્ત વાંદરાઓમાં ચાલવાની ક્ષમતાને પુનઃસ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ હતું, અને બીજાએ એક માણસને તેના લકવાગ્રસ્ત હાથ પર ફરીથી નિયંત્રણ મેળવવામાં મદદ કરી. 2018 માં, ડૉ. કોર્ટીનની આગેવાની હેઠળના વૈજ્ઞાનિકોના એક અલગ જૂથે, ઈલેક્ટ્રિકલ-પલ્સ જનરેટર વડે મગજને ઉત્તેજીત કરવાનો માર્ગ ઘડી કાઢ્યો, જેનાથી આંશિક રીતે લકવાગ્રસ્ત લોકોને ફરી સાયકલ ચલાવવા અને ચલાવવાની મંજૂરી મળી. ગયા વર્ષે, વધુ અદ્યતન મગજ ઉત્તેજન પ્રક્રિયાઓએ લકવાગ્રસ્ત લોકોને સારવારના એક જ દિવસમાં તરવા, ચાલવા અને સાયકલ ચલાવવાની મંજૂરી આપી હતી.

શ્રી ઓસ્કમે પાછલા વર્ષોમાં ઉત્તેજના પ્રક્રિયાઓ પસાર કરી હતી, અને તેણે ચાલવાની થોડી ક્ષમતા પણ મેળવી લીધી હતી, પરંતુ આખરે તેમની સુધારણા ઉચ્ચ સ્તર પર થઈ હતી. પ્રેસ બ્રીફિંગમાં, શ્રી ઓસ્કમે જણાવ્યું હતું કે આ ઉત્તેજના તકનીકોએ તેમને એવું અનુભવ્યું હતું કે ગતિમાં કંઈક વિદેશી છે, તેમના મન અને શરીર વચ્ચે એક પરાયું અંતર છે.

નવા ઇન્ટરફેસે આને બદલી નાખ્યું, તેણે કહ્યું: “પહેલાની ઉત્તેજના મને નિયંત્રિત કરતી હતી, અને હવે હું ઉત્તેજનાને નિયંત્રિત કરી રહ્યો છું.”

નવા અભ્યાસમાં, બ્રેઈન-સ્પાઈન ઈન્ટરફેસ, જેમ કે સંશોધકો તેને કહે છે, શ્રી ઓસ્કમના ઈરાદાઓને વાંચવા – તેમના મગજમાં વિદ્યુત સંકેતો તરીકે શોધી શકાય તેવા – અને તેમને સ્નાયુઓની હિલચાલ સાથે મેચ કરવા માટે કૃત્રિમ બુદ્ધિમત્તાના વિચાર ડીકોડરનો લાભ લીધો હતો. કુદરતી ચળવળની ઈટીઓલોજી, વિચારથી લઈને ઈરાદા સુધી, સચવાઈ હતી. એક માત્ર ઉમેરો, જેમ કે ડૉ. કોર્ટિને તેનું વર્ણન કર્યું છે, તે કરોડરજ્જુના ઇજાગ્રસ્ત ભાગોને ફેલાવતો ડિજિટલ બ્રિજ હતો.

ન્યૂકેસલ યુનિવર્સિટીના ન્યુરોસાયન્ટિસ્ટ એન્ડ્રુ જેક્સન કે જેઓ અભ્યાસમાં સામેલ ન હતા, તેમણે કહ્યું: “તે સ્વાયત્તતા અને આદેશોના સ્ત્રોત વિશે રસપ્રદ પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. તમે મગજ શું છે અને ટેક્નોલોજી શું છે તે વચ્ચેની ફિલોસોફિકલ સીમાને અસ્પષ્ટ કરવાનું ચાલુ રાખી રહ્યાં છો.”

ડો. જેક્સને ઉમેર્યું હતું કે આ ક્ષેત્રના વૈજ્ઞાનિકો દાયકાઓથી મગજને કરોડરજ્જુના ઉત્તેજકો સાથે જોડવા વિશે સિદ્ધાંતો રજૂ કરી રહ્યા હતા, પરંતુ આ પ્રથમ વખત રજૂ કરે છે કે તેઓ માનવ દર્દીમાં આવી સફળતા પ્રાપ્ત કરી હોય. “તે કહેવું સરળ છે, તે કરવું વધુ મુશ્કેલ છે,” તેણે કહ્યું.

આ પરિણામ હાંસલ કરવા માટે, સંશોધકોએ સૌ પ્રથમ શ્રી ઓસ્કમની ખોપરી અને કરોડરજ્જુમાં ઇલેક્ટ્રોડ્સનું પ્રત્યારોપણ કર્યું. ટીમે પછી મશીન-લર્નિંગ પ્રોગ્રામનો ઉપયોગ કરીને અવલોકન કર્યું કે જ્યારે તેણે તેના શરીરના જુદા જુદા ભાગોને ખસેડવાનો પ્રયાસ કર્યો ત્યારે મગજના કયા ભાગો પ્રકાશિત થયા. આ વિચાર ડીકોડર ચોક્કસ ઈરાદાઓ સાથે અમુક ઈલેક્ટ્રોડ્સની પ્રવૃત્તિને મેચ કરવામાં સક્ષમ હતું: જ્યારે પણ શ્રી ઓસ્કમે તેમના પગની ઘૂંટીઓ ખસેડવાનો પ્રયાસ કર્યો ત્યારે એક રૂપરેખા પ્રગટતી હતી, જ્યારે અન્ય તેમણે તેમના હિપ્સને ખસેડવાનો પ્રયાસ કર્યો હતો.

પછી સંશોધકોએ મગજના પ્રત્યારોપણને કરોડરજ્જુના પ્રત્યારોપણ સાથે જોડવા માટે અન્ય અલ્ગોરિધમનો ઉપયોગ કર્યો, જે તેના શરીરના જુદા જુદા ભાગોમાં વિદ્યુત સંકેતો મોકલવા માટે સુયોજિત હતો, ચળવળને સ્પાર્કિંગ. એલ્ગોરિધમ દરેક સ્નાયુ સંકોચન અને છૂટછાટની દિશામાં અને ગતિમાં થોડો ફેરફાર કરવા સક્ષમ હતું. અને, કારણ કે મગજ અને કરોડરજ્જુ વચ્ચેના સંકેતો દર 300 મિલિસેકન્ડે મોકલવામાં આવતા હતા, શ્રી ઓસ્કમ શું કામ કરી રહ્યું હતું અને શું નથી તેના આધારે ઝડપથી તેમની વ્યૂહરચના ગોઠવી શક્યા. પ્રથમ સારવાર સત્રમાં તે તેના હિપ સ્નાયુઓને ટ્વિસ્ટ કરી શકે છે.

આગામી થોડા મહિનામાં, સંશોધકોએ ચાલવા અને ઊભા રહેવા જેવી મૂળભૂત ક્રિયાઓને વધુ સારી રીતે ફિટ કરવા માટે મગજ-કરોડાના ઇન્ટરફેસને ફાઇન-ટ્યુન કર્યું. શ્રી ઓસ્કમે કંઈક અંશે સ્વસ્થ દેખાતું હીંડછા મેળવ્યું અને સારવાર વિના મહિનાઓ પછી પણ સાપેક્ષ સરળતા સાથે પગથિયાં અને રેમ્પ્સ પાર કરી શક્યા. તદુપરાંત, સારવારના એક વર્ષ પછી, તેણે મગજ-સ્પાઈન ઈન્ટરફેસની સહાય વિના તેની હિલચાલમાં સ્પષ્ટ સુધારાઓ જોવાનું શરૂ કર્યું. સંશોધકોએ વજન વહન, સંતુલન અને વૉકિંગ પરીક્ષણોમાં આ સુધારાઓનું દસ્તાવેજીકરણ કર્યું.

હવે, શ્રી ઓસ્કમ તેમના ઘરની આસપાસ મર્યાદિત રીતે ચાલી શકે છે, કારમાં અંદર અને બહાર નીકળી શકે છે અને દારૂ પીવા માટે બાર પર ઊભા રહી શકે છે. પ્રથમ વખત, તેણે કહ્યું, તેને લાગે છે કે તે નિયંત્રણમાં છે.

સંશોધકોએ તેમના કાર્યમાં મર્યાદાઓ સ્વીકારી. મગજમાં સૂક્ષ્મ ઇરાદાઓને પારખવા મુશ્કેલ છે, અને તેમ છતાં વર્તમાન મગજ-કરોડાનું ઇન્ટરફેસ ચાલવા માટે યોગ્ય છે, તે જ કદાચ શરીરના ઉપલા ભાગની હિલચાલને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે કહી શકાય નહીં. સારવાર પણ આક્રમક છે, જેમાં બહુવિધ શસ્ત્રક્રિયાઓ અને શારીરિક ઉપચારના કલાકોની જરૂર પડે છે. વર્તમાન સિસ્ટમ તમામ કરોડરજ્જુના લકવોને ઠીક કરતી નથી.

પરંતુ ટીમને આશા હતી કે વધુ એડવાન્સિસ સારવારને વધુ સુલભ અને વધુ વ્યવસ્થિત રીતે અસરકારક બનાવશે. “આ અમારો સાચો ઉદ્દેશ્ય છે,” ડૉ. કર્ટિને કહ્યું, “આ ટેક્નોલોજી વિશ્વભરમાં તે તમામ દર્દીઓ માટે ઉપલબ્ધ કરાવવાનો છે જેમને તેની જરૂર છે.”