شيلا نيرنبيرغ : عين صناعية لمعالجة العمي

أنا أدرس كيفية معالجة الدماغ للمعلومات .. أي كيفية استقباله للمعلومات من العال الخارجي ويحولها الى شفرات من الاشارات الكهربائية ومن ثم كيف يستخدم هذه الشفرات للسماح لنا بالرؤية والاستماع و لمس الاشياء في الحقيقة انا عالمة ولست بطبيبة .. ولكن في السنة والنصف الماضية بدأت أغير مجالي لكي أستخدم ما تعلمته عن تلك الشفرات من اجل تطوير الاجهزة الحسية المعطوبة وما أريد ان اريكم اياه اليوم هو مثال عن ذلك انه في الحقيقة العرض الاول لهذه الفكرة انه تطوير لجهاز صناعي لمعالجة العمي

دعوني أولا اتحدث في لب المشكلة هناك 10 ملايين شخص مصاب بالعمى في الولايات المتحدة الامريكية وهناك اكثر من هذا بكثير حول العالم وهم مصابون بالعمى تبعاً لأمراض اصابت الشبكية من مثل التنكس البقعي و لا يوجد الكثير مما يمكننا القيام به حيالهم هناك بعض الادوية ولكنها فعالة فقط على نسبة قليلة منهم ولكن من اجل الاغلبية فان معظمهم تشكل الاجهزة الصناعية افضل امل لهم من اجل استرجاع البصر ولكن المشكلة ان الاجهزة الصناعية الحالية لا تعمل بشكل جيد فهي ماتزال توفر رؤية محدودة فعلى سبيل المثال يمكن للمصابون بالعمي بواسطة الاجهزة الصناعية ان يروا الامور البسيطة مثل الاضواء الباهرة او الحواف متباينة الالوان وهذا ليس بالكثير .. وهو امر بعيد عن الرؤية الطبيعية التي كانت لديهم

وما اريد ان اخبركم به اليوم هو جهاز كنا نعمل عليه واعتقد انه يملك الامكانية بان يصنع فارقاً فعالاً في ذلك المجال وما اريد ان افعله الان هو ان اريكم كيفية عمله .. ولكن دعوني اسهب أكثر عن كيفية عمل الشبكية الطبيعية من اجل ان تفطنوا للمشكلة التي نحاول حلها هنا ترون الشبكية لدينا صورة .. شبكية .. و دماغ لذا عندما تنظر الي شيء مثل هذه الصورة لوجه هذا الطفل .. يدخل الضوء من خلال عينيك ومن ثم يصل الى الشبكية على الخلايا الامامية هنا " المبصرات " وما يحدث حينها تقوم الشبكية الكهربائية في الجزء الاوسط بالعمل على تلك الاشعة وما تقوم به عبر عدة عمليات هو استخراج المعلومات وتحويلها الى شفرة والشفرة تشبه هذا النمط من النبضات الكهربائية التي ترسل الى الدماغ .. لذا فمحور عملية البصر هنا هو ان الصورة تتحول بصورة دائمة الى شفرة وعندما اقول شفرة فانا اعني حقا المعنى الحرفي للشفرة مثل هذا النمط من النبضات الذي يمثل صورة وجه الطفل وعندما يستقبل دماغك هذا النمط من النبضات .. يحلل ويعلم ما يوجد امامه ويميزه كوجه طفل وان كان استقبل نمط اخر من النبضات ستكون الاستجابة مختلفة كان يكون هناك كلب او منزل فالانماط ستتجاوب مع تلك الاختلافات أتمنى ان تكون الفكرة قد وصلت

وطبعا في الحياة الاعتيادية تكون العملية ديناميكية اعني ان الصور تتغير باستمرار وانماط النبضات تتجواب مع ذلك التغير باستمرار طيلة الوقت لان العالم الذي نعيش فيه يتغير طيلة الوقت ايضاً لذا كما ترون الامر معقد لاننا نملك هذا النمط من النبضات التي تخرج من أعيننا كل ميلي ثانية وتخبر الدماغ ما الذي نراه ولكن ماذا يحدث مع الشخص حينما يصاب بمرض في الشبكية مثل التنكس البقعي ؟ .. ما يحدث هو ان الخلايا الامامية تموت وتموت المبصرات .. وعبر الزمن الخلايا الكهربائية التي تنتج النبضات والتي تتصل مع الخلايا تموت ايضا حتى يبقى شيء واحد فحسب وهو هذه الخلايا .. الخلايا التي تصدر المخرجات والاشارات الى الدماغ وبسبب المرض والتنكس فهي لا ترسل اي اشارات بسبب عدم وجود مدخلات وعليه فان دماغ الفرد لم يعد يستقبل اي معلومات بصرية وهذا يعني ان الشخص بات مصاب بالعمى

والحل لهذه المشكلة اذا هو ان نبني جهاز يحاكي عمل الخلايا الامامية " المبصرات " ونقوم بارسال اشارات لمخرجات الشبكية ومن ثم يمكنها ان تعود الى عملها الطبيعي فترسل الاشارات الى الدماغ وهذا ما كنا نعمل عليه وهذا ما يقوم به جهازنا الصناعي انه يتكون من جزئين .. يمكننا ان نطلق تسمية مشفر بيانات .. و محول بيانات والمشفر يقوم بمحاكاة تماما ما تحدثث لكم عنه والذي تقوم به الخلايا الامامية انه يستقبل الصور ويقوم بتحويلها الى شفرة الشبكية ومن ثم يقوم محول البيانات بجعل خلايا المخرجات ترسل الشفرة الى الدماغ والنتيجة هي جهاز شبكية صناعي يمكنه ان يولد مخرجات بصرية طبيعية اي شبكية مصابة بالعمى تماما وحتى ان لم تكن تملك الخلايا الامامية المبصرة على الاطلاق وبدون مبصرات يمكنها الان ان تعود لمزاولة عملها وترسل شيفرات طبيعية شيفرات يمكن للدماغ من ان يفهمها لا يوجد جهاز آخر يمكنه القيام بذلك

حسناً .. أريد فحسب ان اتحدث بجملة او اثنتين عن هذا الامر اقصد عن المشفر و وظيفته لانه العنصر الاهم وهو امرٌ مثير و ممتع لا اظن ان كلمة ممتع هي الكلمة الملائمة لذلك تعلمون ما اقصده وما نقوم به هو إستبدال دارة الشبكية .. دارة الشبكية ذاتها بمجموعة من المعادلات التي يمكن برمجتها وتطبيقها على شريحة الكترونية .. ان الامر متعلق بالرياضيات فحسب بعبارة اخرى .. نحن لا نقوم حرفيا باستبدال عناصر الشبكية والامر ليس وكأننا نصنع جهاز مصغر لكل جزء من اجزاء الخلية نحن فقط نقوم فقط استنساخ ما تقوم به الشبكية بواسطة مجموعة من المعادلات بصورة ما المعادلات تمثل ما يمكن القول عنه انه دفتر شفرات .. حيث تصل الصورة عبر عدة مجموعات من المعادلات ومن ثم يتم بثها عبر تيار نبضات كهربائية كما تقوم به الشبكية تماما

والان دعوني أريكم مربط الفرس لما كنت اقوله وكيف انه بالامكان ان ننتج مخرجات طبيعة وماهي تبعات ذلك هذه ثلاث نماذج من الانماط .. الاول من الاعلى هو نمط معين لكائن بصير .. والوسط هو نمط لجهاز بصري لكائن مصاب بالعمى تم معالجته بواسطة جهاز المشفر والناقل والثالث هو لكائن أعمى يتم معالجته بالاجهزة البديلة الصناعية وكما ترون في الاسفل انه النمط الموجود الان في الاسواق والذي يتكون في الاساس من مستقبلات ضوئية ولكن بدون مشفر .. ولكن ما قمنا به هو اننا عرضنا افلاما عن حياتنا الاعتيادية تتضمن الافراد و الاطفال و الحدائق كما تعلمون امورا اعتيادية تحدث من حولنا وقمنا بتسجيل استجابة الشبكية لكل تلك المشاهل تبعا للحالات الثلاث السابقة للكائن المدروس ولكي أوضح لكم .. كل مستطيل يوضح الاشارات والانماط لعدة خلايا وكما في اللوحة السابقة كل صف يمثل خلية مختلفة وقد قمت بتوضح النبض بصورة اصغر واضيق من اجل ان اتمكن من عرضه عليكم على مدى حزمة طويلة

وكما ترون الشفرات التي يتم اخراجها من الكائن الاعمى المعالج بواسطة المشفر والناقل هي تقريبا مماثلة تماما لتلك التي تخرج من الكائن السليم . انها ليست مثالية ولكنها جيدة حقاً واما عن تلك التي تخرج من الكائن الاعمى والمعالج بجهاز صناعي اعتيادي ليست بتلك الجودة فيما يحدث في الطريقة الاعتيادية هو ان الخلايا تطلق فعلا الانماط ولكنها لا تطلق الانماط الصحيحة لانها لا تستقبل الشفرات الصحيحة ولكن ما اهمية هذا ؟ وما هي تبعاته المترتبة على قدرة المريض على ان يرى ؟ سوف أريكم الآن خلاصة الابحاث التي تجيب على ذلك بالطبع لدي الكثير من الابحاث والمعلومات لذا ان كنتم مهتمين سوف أريكم بسعادة اكثر من هذا .. التجربة تدعى تجربة اعادة البناء ما فعلنا هو اننا اخذنا لحظة زمنية من هذه التسجيلات وطرحنا تساؤلاً ما الذي تراه الشبكية في هذه اللحظة ؟ هل يمكننا ان نعيد بناء ما تراه الشبكية بسبب الاستجابات الناتجة عن الانماط التي تنتج تبعا لها ؟

عندما قمنا بهذا حيال الاستجابات من المفهوم الاساسي .. استطعنا صناعة المشفر و الناقل دعوني أريكم .. وسوف أبدأ .. بالمفهوم الاساسي الاول كما ترون ان الامر هنا محدود تقريباً ولان الانماط الصادرة ليست هي الشفرة الصحيحة .. فالنتائج محدودة وما يمكنهم ان يقولوا حيال ما يرونه .. هو انهم يرون شيئاً ولكن ليس على درجة من الوضوح لكي يميزوا ما هو هذا الامر .. وهذا يعود بنا الى ما كنت اقوله في البداية فيما يخص المفهوم الاساسي حيث المرضى يرون الحواف و التمايز فيما بينها ويرون الضوء ولكن لا يستطيعون بسهولة تميز ما هو ادق من هذا اذا ماهي تلك الصورة ؟ انها صورة وجه الطفل ولكن ماذا عن طريقتها باضافة الشفرة ؟ فسوف ترى ليس فقط افضل بكثير وليس فقط تستطيع تميز وجه الطفل ولكن يمكنك ان تميز لمن وجه الطفل هذا بسبب دقة التفاصيل وهي مهمة صعبة للغاية حسناً . على الجهة اليسرى ترون المشفر وعلى اليمين ترون صورة الشبكية المصابة بالعمى .. حسناً المشفر و المحول هنا ولكن الامر المحوري هو وجود المشفر بعيداً لاننا يجب ان نصل المشفر مع المحول الآخر

انها التجربة الاولى التي قمنا بها اريد فقط ان اقول شيئاً عن المفهوم الاساسي عندما صدر هذا اولاً .كان الامر مشوقاً للغاية .. فكرة انه يمكن لشخص مصاب العمى بسبب شبكية معطوبة ان يتجاوب كانت فكرة رائعة ولكن كان هناك عامل يقوض هذا الامر وهو مشكلة الشفرة .. وكيف يمكننا توليده وتتجاوب الخلايا معه بصورة افضل لتنتج استجابات طبيعية وكانت هنا مساهمتنا في هذا النطاق الان يجب ان الخص الامر كله وكما اخبرتكم من قبل لدي الكثير من المعلومات ان كنتم مهتمين .. فسوف اعطيتها اياكم انها معلومات اولية تخص القدرة على التواصل مع الدماغ و لغته الخاصة والقدرة الكامنة في قدرتنا على ذلك ان الامر مختلف عن المحركات الصناعية التي تقوم بنقل معلومات من دماغك الى عضو صناعي .. فهنا علينا ان نتواصل من الخارج الى الداخل وعلى الدماغ فهم هذا التواصل فهماً جلياً

ومن ثم اخر شيء اريد ان اقوله هو التاكيد على ان هذه الفكرة يمكن تعميمها ويمكن لهذه الاستراتيحية التي نستخدم لمعرفة شفرات الشبكية ان تستخدم لمعرفة باقي المناطق الجهاز السمعي على سبيل المثال والجهاز الحركي .. اي يمكن معالجة الصُم ومعالجة الاضطرابات الحركية بذات الطريقة التي تمكنا منها بالقفز فوق اعطاب الشبكية والوصول الى الخلايا البصرية ,, يمكننا ايضا القفز فوق قوقعة الاذن المعطوبة لكي نصل الى العصب السمعي ويمكننا القفز من فوق اجزاء القشرة الدماغية المعطوبة الى الجهاز الحركي و من ثم نعيد وصل الجسور العصبية بواسطة الصدمات

واريد ان انهي هذه المحادثة برسالة بسيطة مفادها ان فهم الشفرة هو امر فعلا مهم جداً وان استطعنا فهم الشفرة ولغة الدماغ فان الامور المستحيلة سوف تغدو ممكنة والتي لم تكن كذلك من ذي قبل

تصفيق