קריאת מחשבות נשמעת כמו כוח-על ששמור לגיבורי-על בסרטי מדע בדיוני או לאמני חושים במופעי בידור. אבל האמת היא שמכשירים לקריאת מחשבות, הידועים גם כממשקי מוח-מחשב (Brain-Computer Interface - BCIs), קיימים במציאות ומספקים פתרונות למטופלים עם מחלות נוירולוגיות ומוטוריות שונות. מהיכולת להניע שוב גפיים באנשים עם שיתוק ועד להשבת הראייה לעיוורים – הצטרפו אלינו למסע אל העולם המרתק של המכשירים שמשנים את חייהם של רבים.

לפצח את תעלומת המוח האנושי

בליבת ממשקי מוח-מחשב טמון הקשר המורכב בין המוח האנושי לפעילותו החשמלית. המוח האנושי מייצר אותות חשמליים בכל פעם שאנו חושבים, זזים או תופסים את העולם סביבנו באמצעות החושים השונים. ממשקי מוח-מחשב מנצלים את התופעה על ידי שימוש בטכנולוגיות מתקדמות שנועדו לזהות ולפרש את האותות החשמליים הללו, ולאחר מכן לתרגם אותם לפקודות פעולה עבור מחשבים או התקנים חיצוניים.

להצליח ללכת שוב

אחת השיטות העיקריות המופעלות בטכנולוגיית ממשקי מוח-מחשב היא בדיקת ה-EEG – טכניקה לא פולשנית המתעדת דפוסי גלי מוח באמצעות אלקטרודות המוצבות על הקרקפת. EEG מאפשר לתעד את הפעילות המוחית הקרובה לקרקפת – באזור המכונה קורטקס המוח – משם ניתנות, בין היתר, רוב הפקודות המוטוריות המאפשרות שליטה על שרירים. על בסיס עיקרון זה פותחו מספר רב של טכנולוגיות המאפשרות למטופלים משותקים להשיב את התנועה באמצעות שלד רובוטי חיצוני שאליו נשלחת הפקודה לתנועה בעקבות קריאת הסיגנל המוחי של המטופל.

גישה נוספת כוללת השתלה כירורגית של אלקטרודות זעירות ישירות לתוך המוח, ואלה מספקות קריאות מדויקות ומפורטות יותר גם מאזורים עמוקים יותר במוח שה-EEG לא מסוגל לקרוא. אחת מפריצות הדרך האחרונות בנושא התרחשה בחודש מאי 2023, כאשר קבוצת חוקרים משוויץ הצליחה לשחזר את פעולת ההליכה בגבר צעיר עם פגיעת חוט שדרה, אשר משותק מהצוואר ומטה. החוקרים נעזרו בשתל שמבוסס על מערך אלקטרודות שקלטו את האותות ממוחו של המטופל ושידרו אותן לשתל נוסף בחוט השדרה שלו, כך שלמעשה יצרו מסלול עקיף לאזור הפגוע.

ויהי אור

באוקטובר 2021 פורסמו תוצאותיו של מחקר קליני שהצליח לשחזר חלק מרכיבי הראייה במטופלת שהתעוורה. פריצת דרך זו התאפשרה הודות לשתל באזור קורטקס הראייה במוחה של המטופלת ששידר אליו אותות חשמליים ממחשב שקיבל תמונות ממצלמה. בשונה משחזור תנועה, שם השתל קולט סיגנל חשמלי ממוח המטופל ומעביר אותו אל השלד הרובוטי ליצירת התנועה, בשחזור הראייה, תפקיד השתל לייצר סיגנלים במוח עפ”י התמונה שצולמה במחשב כדי שאלה יתפרשו כקלט ויזואלי.

להשיב את הקול

תפקיד נוסף של ממשקי מוח-מחשב הוא בסיוע למטופלים שאיבדו את יכולתם לדבר בשל פגיעה ניוונית. במחקר שפורסם בכתב העת המדעי nature במאי 2021, קבוצת חוקרים ייצרה שתל אלקטרודות שהצליח לזהות דרך הסיגנלים המוחיים אילו אותיות תכנן המטופל לכתוב, ותרגם אותן לכדי טקסט כתוב במחשב.

במחקר אחר שפורסם במאי 2022, הוצגו תוצאותיו המרגשות של שימוש בשתל במטופל צעיר עם ALS שאיבד את היכולת להניע את שרירי הפנים. באמצעות מערכת נוירופידבק, למד המטופל לייצר סיגנלים מוחיים ספציפיים שתורגמו על ידי מחשב לתשובות “כן” או “לא”. אז השמיעו החוקרים את רצף אותיות האלף-בית והמטופל בחר באות הרצויה על ידי שליחת סיגנל מתאים, עד שהורכבו על ידי המחשב משפטים שלמים.

פנינו לעתיד

לממשקי מוח-מחשב פוטנציאל משמעותי לסייע במגוון מחלות ולהשיב תפקודים חשובים נוספים שאבדו, והטכנולוגיה צפויה להשתפר, עם מכשירים קטנים וקלים להשתלה.
לצד ההבטחה העצומה, הטכנולוגיה אינה נטולת אתגרים וטומנת בחובה שאלות אתיות חשובות שבהן נידרש לעסוק ככל שהמכשור ישתכלל.