"الإشارات الكهربائية" أحد الأساليب الجديدة لعلاج بعض الأمراض

 يُعالج الأطباء كل الحالات تقريبا، بدايةً من الاكتئاب إلى ارتفاع ضغط الدم، بواسطة قرص من الدواء، وإذا وصف لك طبيبك أي شيء غير الحبوب (على افتراض أنك لست بحاجة إلى جراحة)، فقد يثار الشك داخلك، لكن هذا سيتغيّر قريبا، إذ أصبح الطب متطرفًا الآن، وأحد الأساليب الجديدة الجذرية لعلاج بعض الأمراض هو الكهرباء، لكن لماذا.

يعدّ كلّ شيء تقوم به، بداية من المشي إلى النوم، يتم التحكم فيه أو تنظيمه بواسطة إشارات كهربائية، وتنتقل هذه الإشارات الصغيرة عبر نظامك العصبي، فتنقل المعلومات وتسمح باتخاذ القرارات المعقدة، ويقع محور النشاط الكهربائي في الدماغ، ومن هناك تتفرع الأعصاب إلى جميع أركان الجسم.

وتتجلّى أهمية هذه الإشارات الكهربائية في تأثير الإصابة على أي جزء من الجهاز العصبي، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى شلل لا رجعة فيه. 

وتشمل الصدمة الأكثر شيوعًا إصابة الحبل الشوكي. في جميع أنحاء العالم، إصابة الحبل الشوكي تؤثر على نحو 2.5 مليون شخص مع نحو 130،000 حالة جديدة كل عام، وإذا أمكننا إيجاد طريقة لقراءة وكتابة الإشارات الكهربائية، وبعبارة أخرى، فهم لغة الجهاز العصبي، ستكون لدينا واجهة رقمية للجسم، عندئذٍ يمكن لجهاز مزروع سد الفجوة التي خلفتها إصابة الحبل الشوكي.
وليس الأشخاص الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكي فقط هم الذين سيستفيدون من هذا النوع من التكنولوجيا، يمكننا توجيه البنكرياس لإنتاج المزيد من الإنسولين، أو يمكننا رفع أو خفض معدل ضربات القلب دون الحاجة إلى اللجوء إلى الحبوب. في جوهرها، يمكننا السيطرة على الجسم.

الضفادع الراقصة
يعدّ لويجي جالفاني واحدا من أوائل العلماء الذين أدركوا أن الكهرباء قد تكون لها أهمية في التشغيل الطبيعي للحياة. اكتشف هذا في عام 1791 عندما أجرى تجارب على الضفادع، أثناء تشريحه لكي يشرح لتلاميذه تكوين الضفدعة وتشريحها، وثبّت جسم الضفدعة بدبوس وعند قيامه بإمساك المشرط لاحظ ارتعاش جسم الضفدعة ولاحظ وجود صعقة كهربائية في عضلة الضفدعة، ففسر ذلك خاطئا بأن جسم الضفدعة يولد الكهربة، لكن الصحيح هو وجود معدنين مختلفين (دبوس تثبيت جسم الضفدعة ومشرط التشريح) وبينهما الكتروليت (سائل جسم الضفدعة)، وربط بهذه التجربة بين الحياة والحركة وبين الكهرباء.

ورغم أن جالفاني أخطأ في تسفير هذه الظاهرة فإنها تعد اكتشافا للكهرباء الحيوية (الموجودة داخل جسم الإنسان) لأن عضلة الضفدعة تحركت نتيجة لإشارة الكهربائية.

سمى جالفاني هذه الظاهرة "الظاهرة الجلفانية" وبعد قرن من ذلك تم طرح فكرة جهاز تنظيم ضربات القلب الاصطناعي لأول مرة، واليوم، تعد الإلكترونيات الحيوية مجالا نشطا للغاية في مجال الأبحاث، ومع ذلك ففي القرنين الماضيين منذ أن قام جالفاني بتجربته لأول مرة والتي سميت لبعض الوقت "الضفادع الراقصة" لا يزال هناك عدد قليل من الأجهزة المتاحة تجاريا التي تتفاعل مع الجهاز العصبي، والأكثر شيوعًا هو جهاز تنظيم ضربات القلب، وهو الجهاز الذي تم طرحه لأول مرة في عام 1958.

الهدف الواعد للأجهزة الجديدة هو التغلب على مشكلات العصب المبهم. هذا العصب، الذي يمتد إلى جانبي عنقك، مرتبط بالعديد من الأعضاء، والأجهزة التي تحفزه قد تكون قادرة على علاج الأمراض على نطاق واسع مثل التهاب المفاصل الروماتويدي والإدمان على الكحول.

واحدة من قصص النجاح الرئيسية هي جهاز لعلاج الصرع المقاوم للأدوية، وتم استخدام هذا الجهاز بواسطة LivaNova لأكثر من 100.000 شخص، فهو يساعد على منع النشاط الكهربائي غير الطبيعي الذي يسبب النوبات داخل الدماغ عن طريق تطبيق نبضات كهربائية صغيرة على فترات منتظمة 24 ساعة في اليوم، كل يوم. هذه النبضات تنتقل إلى العصب المبهم وإلى الدماغ.

ويقلل الجهاز من عدد نوبات الصرع للنصف لأكثر من 40 في المائة من المرضى، ومع ذلك، يمكن أن يسبب التحفيز المستمر آثارا جانبية غير مرغوب فيها، بما في ذلك الألم والصداع وضيق في التنفس.

التقدّم المحرز

في حين أن تحفيز العصب المبهم بالكهرباء مفيد بشكل واضح، إلا أنه لا يزال نهجا خاما تمامًا لكنه سيكون أقوى بكثير إذا استطعنا تسجيل الرسائل التي تنتقل بالفعل على طول الأعصاب. قد تنبهنا هذه الرسائل إلى بداية نوبة صرع، على سبيل المثال، وتمكين التحفيز عند الطلب الذي يخفف من الآثار الجانبية غير المرغوب فيها للنظام الحالي، ومع ذلك، فإن إشارات التسجيل في العصب ليست سهلة. يحتوي العصب المبهم على عشرات الآلاف من العصبونات وكل إشارة كهربائية ضعيفة ويصعب اكتشافها. إلى جانب ذلك فإن حقيقة أن الإشارات المسببة للتداخل من العضلات تكون في الغالب أكبر 100 مرة من الإشارات الموجودة داخل الأعصاب، ومن أجل اكتشاف نوبة وشيكة، على سبيل المثال، يجب أن يكون الجهاز مزروعا ليكون قادرًا على تسجيل إشارة صغيرة واحدة وتحديدها من وقت لآخر.

رغم هذه التحديات بدأ العمل المستمر للعلماء والأطباء والمهندسين في جعل حلم الطب الحيوي الإلكتروني حقيقة. ولعبت التطورات في تكنولوجيا الكهرباء، ومعالجة الإشارات دورا رئيسيا، فالتسجيلات الجديدة المصنوعة من العصب المبهم فكّت شفرة المعلومات المتعلقة بالتنفس والتي قد تكون حيوية في تصميم الأجهزة التي تعالج اضطرابات الجهاز التنفسي، بعد أكثر من قرنين من قيام لويجي جالفاني برقصة ضفادعه، أصبحت الإمكانيات الحقيقية للواجهات العصبية في النهاية تؤتي ثمارها.

والأعصاب المبهمة ليست الأهداف الوحيدة حيث تهدف الأبحاث في إنجلترا إلى إعادة السيطرة على المثانة للمرضى الذين يعانون من إصابة الحبل الشوكي عن طريق تسجيل الإشارات.