درمان "اندام خیالی" با هوش مصنوعی و واقعیت افزوده

یکی از اثرات اسرارآمیز قطع عضو، توهم داشتن آن عضو پس از قطع شدن است که محققان آن را به نام "اندام خیالی" (phantom limb) می‌شناسند.

بیماران مبتلا به اندام خیالی ادعا می‌کنند که اندام قطع شده را هنوز احساس می‌کنند و حتی آن را با اندازه کوچکتر احساس می‌کنند.

دانشمندان علوم اعصاب و مهندسان پزشکی سال‌ها تلاش کرده‌اند تا اندام خیالی را بهتر درک کنند و آن را درمان کنند. چرا که اغلب روی ارتباط فرد قطع عضو شده با اعضای مصنوعی که در اختیارش گذاشته می‌شود، تاثیر می‌گذارد.

"مکس اورتیز کاتالان" از دانشگاه صنعتی چالمرز (Chalmers) در سوئد ادعا می‌کند که یک نظریه جدید دارد که می‌تواند به پزشکان کمک کند این وضعیت را بیشتر بشناسند و آن را درمان کنند. درمان پیشنهادی وی شامل فناوری یادگیری ماشین و واقعیت افزوده است.

اندام خیالی

اندام خیالی (Phantom limb) به حالتی گفته می‌شود که تصور می‌شود اندام قطع شده یا جدا شده یا حتی یک عضو مثل آپاندیس، همچنان به بدن متصل و به شکل سابق قابل استفاده است.

تقریبا ۶۰ تا ۸۰ درصد افرادی که دچار قطع عضو شده‌اند، اندام خیالی را حس می‌کنند و اکثریت آن‌ها این حس را دردناک می‌دانند. این حس حتی گاهی در اندام‌های غیر قابل حرکت یا دست کم غیر قابل حرکت به شکل ارادی مانند دندان و پستان نیز ایجاد می‌شود.

حس اندام خیالی اغلب برای بازه زمانی کوتاهی رخ می‌دهد، ولی در شرایط بدتر ممکن است به فشار روانی و اضطراب طولانی مدت نیز منجر شود.

درمان درد اندام قطع شده

کاتالان تحقیق خود را به طور خاص روی درد اندام خیالی متمرکز کرد که در آن، اندام از دست رفته هنوز هم می‌تواند موجب ایجاد درد شدید در بیمار شود. این وضعیت، اگر مکررا تکرار شود، می‌تواند بیمار را متحمل یک درد باور نکردنی کند و حتی ممکن است در ناحیه قطع عضو، به حدی درد ایجاد کند که مانع استفاده از پروتز شود.

نظریه پیشنهادی کاتالان این است که وقتی اندام قطع می‌شود، مدار‌های عصبی که برای آن اندام کار می‌کردند، بی‌هدف می‌شوند. آن‌ها دیگر هدفی ندارند که به آن خدمت کنند و می‌توان آن‌ها را با سایر شبکه‌های عصبی یکپارچه کرد. این کار، درد بیماران را به مقدار زیادی کاهش می‌دهد.

"کاتالان" می‌گوید: تصور کنید که دستتان را از دست می‌دهید و این اتفاق در مغز و سیستم عصبی شما فقدان بزرگی را موجب می‌شود و سیستم عصبی مربوط به دست شما بی‌هدف و نهایتا بیکار می‌شود. پردازش هر ورودی حسی را متوقف می‌کند، تولید هر پیام خروجی برای حرکت دست را متوقف می‌کند، اما خاموش نمی‌شود.

کاتالان می‌گوید نورون‌ها هرگز متوقف نمی‌شوند و اغلب می‌توانند به صورت تصادفی فعالیت کنند. وی خاطرنشان کرد که اگر نورون‌ها با هم و به طور همزمان در ناحیه قطع شده فعالیت کنند، می‌تواند منجر به درد شود.

وی گفت: در حالی که بسیاری از بیماران قطع عضو، اندام خیالی را احساس می‌کنند، اما همه آن‌ها چنین دردی را تجربه نمی‌کنند و به این دلیل است که برخی از بیماران ممکن است شلیک یا فعالیت همزمان نورون‌ها را در ناحیه قطع شده تجربه کنند.

آیا فناوری می‌تواند راه حل باشد؟

کاتالان و تیم او استفاده از "اجرای موتور فانتوم" (PME) برای درمان این مشکل را پیشنهاد می‌کنند. در طول PME، الکترود‌هایی به ناحیه قطع عضو بیماران متصل می‌شود تا سیگنال‌های الکتریکی را دریافت کند.

اکنون نورون‌ها از طریق الگوریتم‌های هوش مصنوعی و بر پایه پلت‌فرم هوش مصنوعی و واقعیت افزوده، به عنوان یک عضو مجازی حرکت و فعالیت می‌کنند.

اگر بیمار خود را بر روی صفحه نمایش با یک نسخه دیجیتالی از عضو قطع شده ببیند، PME به وی اجازه می‌دهد که آن عضو را به شکل طبیعی کنترل کند.

کاتالان افزود: بیماران می‌توانند استفاده از آن مناطق مغز که بیکار مانده را دوباره شروع کنند. استفاده از آن مدار‌های عصبی باعث تضعیف و توقف درد می‌شود.

این مطالعه در مجله Frontiers in Neurology منتشر شده است.