تسببت إصابات الدماغ المؤلمة في إصابة أكثر من خمسة ملايين أمريكي بإعاقة دائمة. فهم يواجهون صعوبة في التركيز حتى على المهام البسيطة، وغالبًا ما يضطرون إلى ترك وظائفهم أو ترك المدرسة.

وقد قدمت لهم دراسة نشرت يوم الاثنين بصيصاً من الأمل. تم زرع أقطاب كهربائية في رؤوس خمسة أشخاص يعانون من إصابات دماغية متوسطة إلى شديدة. ومع تحفيز الأقطاب الكهربائية لأدمغتهم، تحسن أداءهم في الاختبارات المعرفية.

وقال الباحثون إنه إذا صمدت النتائج في تجارب سريرية أكبر، فقد تصبح الغرسات أول علاج فعال لإصابات الدماغ المزمنة.

وقال الدكتور نيكولاس شيف، طبيب الأعصاب في كلية طب وايل كورنيل في نيويورك والذي قاد الدراسة: “هذا هو الدليل الأول على أنه يمكنك تحريك القرص لحل هذه المشكلة”.

كانت جينا أراتا، إحدى المتطوعات اللاتي خضعن لعملية الزرع، تبلغ من العمر 22 عامًا عندما تعرضت لحادث سيارة مما أدى إلى إصابتها بالتعب ومشاكل في الذاكرة ومشاعر لا يمكن السيطرة عليها. تخلت عن خططها للالتحاق بكلية الحقوق وعاشت مع والديها في موديستو، كاليفورنيا، غير قادرة على الاحتفاظ بوظيفتها.

وفي عام 2018، بعد 18 عامًا من الحادث، تلقت السيدة أراتا عملية الزرع. وقالت إن حياتها تغيرت بشكل عميق. وقالت: “يمكنني أن أكون إنسانة عادية وأجري محادثة”. “إنه لأمر مدهش نوعًا ما كيف رأيت نفسي أتحسن.”

صمم الدكتور شيف وزملاؤه التجربة بناءً على سنوات من البحث حول بنية الدماغ. وتشير تلك الدراسات إلى أن قدرتنا على التركيز على المهام تعتمد على شبكة من مناطق الدماغ المرتبطة ببعضها البعض بواسطة فروع طويلة من الخلايا العصبية. ترسل المناطق إشارات إلى بعضها البعض، مما يؤدي إلى إنشاء حلقة ردود فعل تحافظ على نشاط الشبكة بأكملها.

يمكن أن يؤدي التصادم المفاجئ للدماغ – في حادث سيارة أو سقوط، على سبيل المثال – إلى قطع بعض اتصالات المسافات الطويلة في الشبكة، ويؤدي إلى دخول الناس في غيبوبة، كما افترض الدكتور شيف وزملاؤه. أثناء عملية الاسترداد، قد تتمكن الشبكة من تشغيل نفسها احتياطيًا. ولكن إذا تعرض الدماغ لأضرار بالغة، فقد لا ينتعش بشكل كامل.

حدد الدكتور شيف وزملاؤه بنية عميقة داخل الدماغ كمركز حاسم في الشبكة. تُعرف بالنواة الجانبية المركزية، وهي عبارة عن طبقة رقيقة من الخلايا العصبية بحجم وشكل قشرة اللوز.

يحتوي الدماغ البشري على بنيتين من هذا القبيل، واحد في كل نصف الكرة الأرضية. يبدو أنها تساعد الدماغ على تهدئة نفسه ليلاً من أجل النوم وتنشط الدماغ في الصباح. أظهر بحث الدكتور شيف أن تحفيز الخلايا العصبية في هذه المناطق يمكن أن يوقظ الجرذ النائم.

أثارت هذه الدراسات احتمال أن تحفيز النوى الجانبية المركزية قد يساعد الأشخاص الذين يعانون من إصابات الدماغ المؤلمة على استعادة تركيزهم وانتباههم.

يقوم الجراحون بانتظام بزرع أقطاب كهربائية في المرضى الذين يعانون من مرض باركنسون. تقوم النبضات الكهربائية الصغيرة، التي تطلقها الغرسات مئات المرات كل ثانية، بتوجيه الخلايا العصبية المجاورة لإطلاق إشاراتها الخاصة، واستعادة بعض وظائف الدماغ.

وفي عام 2018، بدأ الدكتور شيف وزملاؤه في تجنيد متطوعين، مثل السيدة أراتا، التي عانت من مشاكل مزمنة لسنوات بعد وقوع الحوادث. قبل إدخال الأقطاب الكهربائية، أجرى الباحثون على المتطوعين مجموعة من الاختبارات للحكم على قدرتهم على التركيز وتبديل المهام. في أحد الاختبارات، على سبيل المثال، تلقى كل من المتطوعين ورقة مغطاة بالحروف والأرقام وكان عليهم رسم خط يربطهم بالترتيب في أسرع وقت ممكن.

قبل الجراحة، قام الباحثون بمسح دماغ كل متطوع لعمل خريطة دقيقة. قام الدكتور جيمي هندرسون، جراح الأعصاب في جامعة ستانفورد، بتوجيه القطب الكهربائي عبر الدماغ إلى النواة الجانبية المركزية.

قام الدكتور هندرسون بزرع الأقطاب الكهربائية في ستة متطوعين، ولكن اضطر أحدهم إلى ترك الدراسة بعد إصابته بعدوى في فروة الرأس. ابتداءً من شهر بعد الجراحة، خضع المتطوعين الخمسة المتبقين لاختبارات المتابعة. وفي امتحان الحروف والأرقام، قفزت درجاتهم من 15 إلى 52 بالمائة.

للحصول على فهم أوسع لتجارب المتطوعين، أجرى الدكتور جوزيف فينس، عالم الأخلاقيات الطبية في كلية طب وايل كورنيل، سلسلة من المقابلات معهم ومع أفراد أسرهم. وقال معظم المتطوعين، مثل السيدة أراتا، إن عملية الزرع جعلتهم يشبهون ذواتهم السابقة.

وعلى النقيض من ذلك، كان رد فعل المتطوع الذي شهد أكبر تحسن في الاختبارات المعرفية فاترًا. وقال: “لا أعتقد أنه مؤلم”. “أنا لا أعرف إذا كان ذلك قد ساعد كثيرًا.”

ومع ذلك، لاحظ ابن ذلك المريض تغيرات كبيرة، خاصة في الوعي الذاتي لدى والده. قال الابن: “إنه ليل ونهار”.

وقال الدكتور ستيفن لوريس، طبيب الأعصاب في جامعة لييج في بلجيكا والذي لم يشارك في الدراسة، إن النتائج تدعم النظرية القائلة بأن الانتباه وأشكال التفكير الأخرى تعتمد على الشبكة الواسعة للدماغ. وقال عن البحث: “هناك سبب كافٍ للاعتقاد بأن الأمر يستحق المتابعة”.

يخطط الدكتور شيف وزملاؤه لإجراء دراسة أكبر بكثير لزراعة الدماغ. وقال: “علينا أن نرى كيف ستخرج البيانات”.

وقال الدكتور أليكس جرين، جراح الأعصاب بجامعة أكسفورد، والذي لم يشارك في الدراسة، إن النوى الجانبية المركزية ليست المناطق الوحيدة التي تبدو واعدة كمراكز في شبكة الدماغ.

قال الدكتور جرين: “إننا لا نعرف حقًا أفضل مكان للتحفيز حتى الآن”. يقوم هو وزملاؤه بإعداد تجربة خاصة بهم لإصابات الدماغ لتجربة الأقطاب الكهربائية في منطقة تسمى نواة pedunculopontine.

أدرك الدكتور لوريس أن عمليات زرع الأعضاء ستكون باهظة الثمن، لكنه قال إن المجتمع يجب أن يتعرف على ملايين الأشخاص الذين يعانون من إصابات الدماغ المؤلمة. وقال: “هذا وباء صامت”.