تجربة لعلاج أورام المخ عبر شريحة دماغية قد تشكل اختراقا طبيا

من المقرر أن يخضع جهاز مصمم لتغيير العلاج الجراحي لأورام المخ لأول تجربة سريرية له فيما يقول العلماء إنه قد يكون اختراقا طبيا كبيرا.

وقالت صحيفة الغارديان إنه يمكن لشريحة المخ تحديد الخلايا السرطانية من خلال الاختلافات في إشاراتها الكهربائية مقارنة بتلك الموجودة في الأنسجة العصبية السليمة.

الجهاز بحجم طابع بريدي، مصنوع من الغرافين، وهي مادة أقوى من الفولاذ بمقدار 200 مرة وسمكها ذرة واحدة فقط. تم اختراع الغرافين قبل 20 عاما من قبل العالمين من جامعة مانشستر أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف، اللذين فازا لاحقا بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2010 عن أبحاثهما.

ومنذ ذلك الحين، يعمل العلماء على استغلال الخصائص الموصلة الرائعة للغرافين من أجل تطوير أجهزة استشعار كهربائية ومغناطيسية جديدة وأجهزة أخرى. ومع ذلك، فإن شريحة الدماغ المرنة - التي يتم تجربتها الآن في مستشفى سالفورد رويال - تحظى بالإشادة باعتبارها الأولى من نوعها في المجال الطبي. وقال أحد قادة الفريق، كوستاس كوستاريلوس، أستاذ الطب النانوي في مانشستر: "هذه هي أول تجربة سريرية على الإطلاق يتم إجراؤها في أي مكان في العالم بجهاز طبي قائم على الغرافين".

اظهار أخبار متعلقة

تم تصميم جهاز واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) وتصنيعه من قبل فريق دولي من العلماء من أجل تحويل مراقبة النبضات الكهربائية للخلايا في الدماغ باستخدام الترددات التي لم يكن من الممكن اكتشافها من قبل. وقال كوستاريلوس: "سيكون أول استخدام له هو التمييز بين الخلايا السرطانية والخلايا السليمة لضمان توجيه الجراحة على أورام المخ بطريقة دقيقة للغاية".

ويشير الأطباء إلى أن مثل هذا الهدف له أهمية حيوية. ويتم تشخيص أكثر من 12700 شخص بأنهم مصابون بأورام المخ في المملكة المتحدة كل عام، وتعزى أكثر من 5000 حالة وفاة سنوية إلى هذه الحالة. وأضاف كوستاريلوس: "أي شيء يمكننا القيام به لتحسين هذه المعدلات سيكون إنجازا كبيرا".

ومع ذلك، يعتقد الفريق الذي يقف وراء جهاز BCI أيضا أنه سيساعد العلماء على دراسة العديد من الحالات الأخرى - بما في ذلك السكتة الدماغية والصرع - من خلال منحهم فهما أكبر بكثير لكيفية انتقال الإشارات الكهربائية بواسطة الخلايا السليمة، مقارنة بالخلايا المتأثرة بالحالات المرضية.

وقالت كارولينا أغيلار، المؤسسة المشاركة لشركة Inbrain Neuroelectronics، الشركة العالمية الفرعية التي تم إنشاؤها لاستغلال استخدام الغرافين في أبحاث وعلاج الدماغ: "هذا إنجاز سريري يمهد الطريق للتقدم في فك التشفير العصبي وتطبيقه كتدخل علاجي".

تتفاعل الخلايا في الدماغ عن طريق تبادل النبضات الكهربائية، وهي العملية التي تكمن وراء أفكارنا وسلوكنا وإدراكنا للعالم. ومع ذلك، فإنه كان من الصعب جدا على العلماء مراقبة كيفية تواصل هذه الخلايا بهذه الطريقة. وقال كوستاريلوس: "يمكننا دراسة بعض الإشارات الكهربائية التي تنبعث من خلايا الدماغ. ومع ذلك، فإن تلك ذات التردد المنخفض جدا والعالي جدا يصعب اكتشافها في الدماغ الحي".

وأضاف: "يمكن مراقبة تلك الموجودة في الترددات المتوسطة فقط في الوقت الحاضر. الأمر الحاسم هو أن شريحة BCI يمكنها تحديد نطاق ضخم من الإشارات الكهربائية في الدماغ، بما في ذلك الإشارات ذات الترددات العالية جدا والمنخفضة جدا".

لاستخدام الجهاز، تتم إزالة قطعة من جمجمة المريض ووضع الشريحة الصغيرة الرقيقة - والتي تحتوي على آلاف من الموصلات الكهربائية - فوق دماغه. ترسل أجهزة الإرسال إشارات كهربائية لتحفيز خلايا الدماغ وتلتقط أجهزة الاستقبال الصغيرة استجاباتها.

قال كوستاريلوس: "لا تستجيب الخلايا السرطانية للتحفيز الكهربائي الذي تطلقه الشريحة على عكس الخلايا العصبية المضيفة".

اظهار أخبار متعلقة

"يسمح هذا لفريق الجراحة بتحديد الخلايا العصبية القريبة جدا من الورم وهذا مهم للغاية. إذا كان الورم موجودا في أجزاء من الدماغ مثل تلك التي تشارك في الكلام، فسوف يحتاج الفريق إلى توخي الحذر بشكل خاص. وبتوجيه من الإشارات من شريحة الغرافين، يمكنهم إزالة الخلايا المريضة بدقة وثقة أكبر".

إن قدرة شريحة BCI على اكتشاف الإشارات ذات التردد العالي جدا والمنخفض جدا من خلايا الدماغ مهمة أيضا لأسباب أخرى. من المعروف أن الخلايا في الأجزاء المصابة من الدماغ ترسل إشارات ذات تردد منخفض للغاية عند الإصابة بالسكتات الدماغية والنوبات الصرعية، وتفتح هذه التقنية طريقة جديدة لاستكشاف ما يحدث فورا بعد أن يعاني الشخص من إحدى هذه الأحداث.

وقال كوستاريلوس: "ستساعد هذه التقنية - التي تعتمد على خصائص الغرافين الرائعة - في توجيه التدخلات الجراحية في الدماغ كما أنها ستسمح أيضا بفهم أساسي جديد لكيفية عمل الخلايا في دماغنا وتفاعلها في حالة المرض".