דרך חדשה לחבר זרועות או כפות ידיים מלאכותיות למערכת העצבים תאפשר למוח לשלוט באיברים תותבים כאילו היו גפיים אמיתיות
בקיצור
- מהנדסי ביוטכנולוגיה מעוניינים לקשר במישרין זרועות או כפות ידיים מלאכותיות אל מערכת העצבים.
- תקשורת דו-כיוונית תאפשר למוח לשלוט בתנועות הגפיים וגם להרגיש את נוכחותן.
- השלב הראשון להשגת המטרה הוא פיתוח התקן שיתרגם את האותות העצביים לאותות חשמליים.
- מחברי המאמר מפתחים ממשק כזה בעזרת תאי עצב שגודלו במעבדה ופולימרים מוליכים.
באחת הסצנות הידועות ביותר בתולדות סרטי המדע הבדיוני בוחן לוק סקייווקר בטבעיות את היד המלאכותית החדשה שלו. כוכב "מלחמת הכוכבים" מסוגל להזיז את אצבעותיו המלאכותיות בעזרת מערכת בוכנות נעות הנראות בחריץ השרוול הפתוח לאורך שורש כף היד. אחר כך הוא חש באחת מאצבעותיו דקירת סיכה שנעץ בה הרובוט המנתח. לא זו בלבד שסקייווקר מסוגל להזיז את ידו התותבת בעזרת מחשבותיו, הוא חש כאילו הייתה ידו האמיתית.
ואולם, מה שהצופים אינם רואים הוא כיצד מתבצעת התקשורת בין האדם ובין המכונה. אך למדעני מוח כמו שנינו דווקא הממשק הזה, הסמוי מן העין, היה צריך לעמוד במרכז הסצנה. כדי שחיבור שכזה יוכל לפעול עליו להיות מסוגל לתרגם דחפים עצביים שמקורם במוח לאותות חשמליים שמועברים ליד המלאכותית ולהפך. בעולם האמיתי איש עדיין אינו יודע כיצד לאחות ביחד תאי עצב וחוטי חשמל בדרך שתאפשר לשלוט בגף מלאכותית כאילו הייתה חלק טבעי של הגוף.
הכישלון הזה אינו מפתיע. ראשית, יש לזכור כי עצבים מעבירים אותות שונים במהותם מן האותות החשמליים ההכרחיים לשליטה על האלקטרוניקה בגף תותבת. פעולתם של רכיבים אלקטרוניים תלויה בזרימת אלקטרונים דרך חומרים מוליכים, מוליכים למחצה או טרנזיסטורים. המערכת העצבית, לעומת זאת, מסתמכת על שינוי הקיטוב של דופן תא העצב ושחרור אותות כימיים במרווח הבין-תאי. שנית, תקשורת פיזית ישירה בין הגוף ובין איבר מלאכותי תחייב כנראה השתלת חוטים ורכיבים אלקטרוניים אחרים בתוך הגוף. ואולם, הגוף מזהה בדרך כלל שתל כזה כנטע זר ומתקיף אותו באמצעות מנגנוני ההגנה של הגוף, היוצרים סביבו רקמה צלקתית שבסופו של דבר גורמת לפגיעה בתפקוד השתל.
חידושים ננוטכנולוגיים והתפתחויות בהנדסת רקמות שהתרחשו בשנים האחרונות יצרו פתרונות לשתי הבעיות. במקום לכפות על העצבים לתקשר במישרין עם הרכיבים האלקטרוניים שבתותב, אנחנו ואחרים בונים סוג חדש של ממשק שיקשר בין השניים תוך ניצול תכונתם הטבעית של תאי עצב להסתגל למצבים חדשים. ואכן, מחקר חדש שבוצע במעבדתנו קירב אותנו צעד נוסף לפיתוח גף מלאכותית שהמוח יוכל להזיז וגם לחוש, ממש כמו סקייווקר.
לשלב מנועים ואותות עצביים
לטוב ולרע, יש להודות שההתקדמות בתחום תכנון התותבים נובעת ממלחמות, כמו אלו באפגניסטן ובעיראק. ואולם, עד לפני כמה שנים התרכזו רוב המאמצים בפיתוח תותבים לרגליים ולא לידיים. הרבה יותר פשוט לפתח רגל תותבת שמאפשרת למשתמש ללכת או לרוץ מלפתח יד תותבת שתאפשר פעולות עדינות כמו, למשל, לפתוח צנצנת או להקליד. מאז 2006, כשהשיקה הסוכנות למחקר ביטחוני מתקדם של ארה"ב (DARPA) את תכנית התותבים המהפכנית שלה, הצליחו חוקרים להתקדם בפיתוח של תותבים מתוחכמים וחדשניים גם לגפיים העליונות.
אחת הבעיות העיקריות בפיתוחם של תותבים לגפיים העליונות היא הצורך לחקות (לפחות באופן חלקי) את השליטה המוטורית העדינה והמדויקת של היד. כדי לחקות את השליטה העדינה הזאת יש לדעת כיצד לפענח את המצב התודעתי של המוח המביא לידי העברת תבנית מסוימת של שדרים עצביים לשרירים השולטים באמת היד. כמו כן יש לדעת מתי מקבל המוח שדרים עצביים מן היד והזרוע לגבי הלחץ, המיקום, המתיחות, התנע והכוח באזורי היד שבהם הם נוצרים. המשוב החושי עוזר למוח לקבוע במדויק כמה שרירים דרושים כדי לבצע פעולה כלשהי ואילו שרירים.
בגף טבעית השדרים המוטוריים והתחושתיים פועלים במשותף ויוצרים, בין השאר, את המצב התודעתי הקרוי פרופריוצפציה: מודעות למקום בחלל שבו מצויים חלקי הגוף השונים וליחסי הגומלין המרחביים ביניהם ללא הצורך להביט בהם ממש. בלי התחושה הזאת כמעט אי-אפשר לבצע אפילו משימות שנראות פשוטות, כמו כתיבה בעט. תודות לתזמור המאורגן היטב של שדרים עצביים מן המוח לגפיים ובחזרה, אתם יכולים להזיז את ידיכם במדויק אל עבר העט, להרים אותו בעדינות ובו בזמן להזיזו אל המקום המדויק בדף וללחוץ עליו כלפי הנייר בצורה המתאימה ביותר לכתיבה.
נכון להיום פותחו זרועות רובוטיות שמאפשרות שליטה עקיפה ברמות שונות על הפעילות המוטורית. לדוגמה, במקרים מסוימים כיווץ והרפיה חוזרת של שרירים בגדם או בחזה יכולים להפעיל רכיבים חשמליים מיוחדים שגורמים לתנועות שונות של הגף המלאכותית. ואולם, באופן אידאלי, מהנדסי ביוטכנולוגיה שואפים לבנות תותב שמקושר ונשלט במישרין על ידי עצבי היד המקוריים שלא מתו לאחר הקטיעה אלא רק נסוגו מעט מקצה הגדם.
השימוש בעצבים מוטוריים טבעיים הוא רק צד אחד של החזון. אפילו כיום, לאחר פיתוחם של תותבים מתקדמים, ביצוען של פעולות פשוטות הוא עדיין משימה קשה מכיוון שמידע תחושתי אינו עושה את דרכו בחזרה מן התותב אל המוח. לפיכך גידמים צריכים לכוון באופן מודע כל תנועה ותנועה של התותב, והם נאלצים להסתמך על מראה עיניהם כמשוב במקום על הפרופריוצפציה הטבעית. התהליך המאמץ הזה יוצר תנועה אטית ומסורבלת המתישה את בעלי התותב בשל הצורך להתרכז באופן רציף ובשל הזמן הרב הנדרש לשם ביצוע פעולות יום-יומיות כמו כפתור חולצה.
המטרה הנכספת היא אפוא ליצור ממשק דו-כיווני בין התותב ובין מערכת העצבים שיאפשר זרימה של מידע תחושתי בכיוון אחד ושל מידע מוטורי בכיוון האחר. ממשק "נוירו-מכני" כזה יאפשר את בנייתה של יד מלאכותית שתישלט באופן אינטואיטיבי באמצעות מחשבות ותעניק תחושה אמיתית. מעבדות מחקר שונות, בהן זו שלנו, מתמודדות עם אתגר זה. לכל מעבדה גישה שונה מעט לנושא, ולכל גישה היתרונות והחסרונות שלה. הצלחה עתידית תהיה תלויה אפוא בשילוב כלשהו של כל התובנות והחידושים הטכנולוגיים.
שתי גישות עיקריות
השלב הראשון ביצירת ממשק פעיל בין הגוף ובין יד תותבת הוא ההחלטה היכן למקם אותו במערכת העצבים. לפני החוקרים עומדות שתי אפשרויות עיקריות: ליצור קשר עם מערכת העצבים המרכזית (היישר עם המוח או עם חוט השדרה), או לנסות ליצור קשר עקיף עם מערכת העצבים ההיקפית, כלומר עם עצבים שנמתחים בין חוט השדרה ובין שאר הגוף.
נכון להיום רוב החוקרים מתמקדים בניסיונות ליצור קשר ישיר עם המוח. בגישות הפחות פולשניות מבצעים האזנה לפעילות העצבית של המוח בעזרת אלקטרודות הממוקמות על הקרקפת או מתחת לגולגולת על פני השטח של המוח עצמו. האלקטרודות קולטות במישרין את השדרים החשמליים של המוח ומעבירות אותם למחשב המנתח אותם וקובע את התנועה הדרושה. השיטה אמנם אינה מצריכה קידוח חורים לתוך המוח עצמו, אך חסרונה הוא שהיא חשופה להפרעות ממכשירים אלקטרוניים אחרים. חמור מכך, השדרים החשמליים שהאלקטרודות קולטות אינם אלא ייצוג גס של מה שהמוח עושה באמת, והדבר מקשה על המחשב לקבוע במדויק מהי התנועה הרצויה.
בגישה הפולשנית ביותר מחדירים מערך של מיקרו-אלקטרודות היישר לשכבה החיצונית של המוח. (המיקרו-אלקטרודות המקובלות הן מחושים דקים של סיליקון דחוס שעוביים קטן מזה של שערת אדם.) בשל אופיו הישיר של הקשר שנוצר בשיטה זו, היא מספקת מידע עשיר ומדויק ביותר על פעילותם של תאי עצב יחידים במוח, ובכלל זה התדירות והעוצמה שבהן הם "יורים" שדרים עצביים. תוכנה מיוחדת יכולה אפוא לפענח את המידע ולתרגמו לתנועה הרצויה. מידע כה מפורט יאפשר, לפחות מבחינה תיאורטית, שליטה עדינה יוצאת מן הכלל על היד המלאכותית.
קישור ישיר למוח כבר נבדק בעשרות בני אדם. בין השאר, אישה שלקתה בשיתוק בעקבות שבץ מוחי הצליחה לשתות קפה מתוך מכל כשהיא מכוונת את תנועותיה של זרוע רובוטית במחשבותיה בלבד. ב-2012 חנכה DARPA תכנית חדשה שבמסגרתה יושתלו בפעם הראשונה אלקטרודות במוחם של כמה אנשים שאיבדו את ידיהם כדי שיוכלו לשלוט בתותבים חדשניים. בשני הניסויים האלקטרודות המתקשרות עם המוח מחוברות לחוטי חשמל שיוצאים מן הגולגולת אל מחשב שמפענח את האותות החשמליים ושולח הוראות לזרוע הרובוטית. החוקרים מעוניינים, בסופו של דבר, לשדר את המידע מן האלקטרודות באופן אלחוטי כדי שהמושתלים לא ייאלצו להיות קשורים למחשב לשם הפעלת היד המלאכותית. לצערנו, הכוח החישובי הדרוש לביצוע המשימה אינו מאפשר כיום שימוש במחשבים קטנים דיים לנשיאה על הגוף.
חיסרון נוסף של השיטה הוא שהמוח רואה באלקטרודות המוחדרות גוף זר, ולכן נוצרת תגובה דלקתית הגורמת ליצירת שכבה דקה של רקמה צלקתית סביב לאלקטרודות. השכבה הצלקתית גורמת לדעיכה מעריכית במספר תאי העצב שהאלקטרודה יכולה לנטר, והשדר הנקלט נחלש ונעשה פחות אינפורמטיבי ככל שחולף הזמן. היו כמה מקרים שבהם המשיכו האלקטרודות לקלוט שדרים מתאי עצב יחידים במשך כמה שנים לאחר ההשתלה, אבל המקרים האלה הם היוצאים מן הכלל. החוקרים מנסים כיום למצוא דרכים למתן את התגובה החריפה של הגוף כנגד גופים זרים המוחדרים אל המוח.
יתרונות היקפיים
אתגרים אלה גרמו לנו לנסות להתחבר אל מערכת העצבים ההיקפית. שלא כמו מערכת העצבים המרכזית, המורכבת מכ-100 מיליארד תאי עצב, מערכת העצבים ההיקפית מורכבת בעיקר מסיבים, המוכרים בשם אֶקסוֹנים, שמאוגדים יחדיו ויוצרים את העצבים. האקסונים הם למעשה שלוחות ארוכות מאוד, לעתים אף באורך של מטר, של תאי עצב, והם מעבירים אותות חשמליים בין מערכת העצבים המרכזית לשאר הגוף.
חלק מן הסיבים העצביים האלה מחברים את חוט השדרה לשרירים ומאפשרים למוח לשלוט בפעילות המוטורית בעזרת שליחת אותות במורד חוט השדרה. סיבים עצביים אחרים מעבירים מידע תחושתי, כמו מיקום הגף, הטמפרטורה שלה או הלחץ המופעל עליה, מן הגוף אל חוט השדרה. המידע הזה מועבר הלאה אל המוח לעיבוד נוסף.
מאחר שהעצבים שנשארו בגדם ממשיכים לשלוח שדרים עצביים כאילו קיבלו מידע להעברה מן היד או מן הרגל החסרה, קטועי איברים רבים ממשיכים לחוש כאילו הגף האבודה עדיין קיימת, מצב הידוע כתסמונת פנטום (גף מדומה). אם יהיה אפשר ליצור קשר בין האקסונים התועים האלה ובין תותב מלאכותי שישלח אליהם שדרים חזקים, המוח יפרש בקלות את האותות האלה כאותות המגיעים מזרוע, מכף יד או מאצבעות.
בדומה, האקסונים המוטוריים של מערכת העצבים ההיקפית שומרים על יכולתם לכוון תנועות גם אחרי הקטיעה. מאחר שגם המוח שומר על יכולתו לתאם את השדרים העצביים שהוא שולח לעצבים המוטוריים השונים, הוא יוכל לכוון את תנועותיה של הגף המלאכותית כך שתזוז בטבעיות.
הבעיה היא שאקסונים אלה של המערכת העצבית ההיקפית צומחים ומתארכים אלא אם כן יש להם יעד ביולוגי שאליו הם יכולים להיקשר. בעיה נוספת היא שבדומה למה שקורה במערכת העצבים המרכזית, גם כאן הגוף נוטה להגיב לא טוב על חוטים זרים המושתלים במערכת העצבים ההיקפית.
קבוצתו של טוד קוּיקֶן מאוניברסיטת נורת'ווסטרן הדגימה במתנדבים אנושיים פתרון מחוכם כדי לעקוף את הבעיה: הם השתמשו בשרירי החזה כגשר בין גדם היד ובין האלקטרוניקה המושתלת של היד התותבת. תחילה הם חתכו את העצבים המוטוריים של קומץ שרירי חזה חיצוניים, וכך הם חדלו לקבל שדרים מתחרים מן המוח. אחר כך הם כיוונו בזהירות את תאי העצב שחיברו בעבר בין חוט השדרה ובין האזור הקטוע של היד וחיברו אותם אל תאי העצב שנחתכו משרירי החזה החיצוניים. לאחר כמה שבועות יצרו העצבים שכוונו מחדש קשר מלא עם שרירי החזה, כלומר עצבבו אותם. אותות מן המוח שהיו מכוונים ליד שאינה עוד עשו אפוא את דרכם לחזה וגרמו לשרירים להתכווץ.
אלקטרודות שהונחו על העור קלטו את הפעילות החשמלית בשרירי החזה השונים בזמן כיווצם. הקלט גילה בעקיפין את השדר שהמוח ניסה להעביר. לאחר כמה שבועות של אימונים יכלו המתנדבים להזיז את הזרוע המלאכותית פשוט בעזרת מחשבה על התנועה הרצויה של הזרוע. לדוגמה, המחשבה על לפיתתה של כוס יצרה תבנית מסוימת של התכווצויות בחזה, שבתורה "הורתה" לאלקטרוניקה של התותב לכופף את האצבעות של היד המלאכותית.
קויקן וקבוצתו מנסים כעת שיטה זו, הידועה בשם עצבוב שרירי מכוון מחדש, בעשרות קטועים. ואולם, עדיין לא ברור אם טכנולוגיה זו תוכל ליצור את השליטה המדויקת והעדינה הדרושה לביצוע כל מגוון התנועות הטבעיות של היד או הזרוע המקורית.
גשרים עצביים
אנחנו סבורים ששליטה מוטורית עדינה כמו זו הדרושה ביד מלאכותית תצריך, בסופו של דבר, סוג שונה של קשר בין המערכת העצבית לזו האלקטרונית. למזלנו, שרירים אינם הרקמה היחידה שאפשר לעצבב מחדש באמצעות עצבים קטועים. עצבים מסוגלים גם לצמוח בכיוונם של עצבים אחרים. והם אפילו מוכנים לקבל עצבים מושתלים לתוך "המשפחה". לפני כשש שנים החלטנו אפוא לבדוק את האפשרות להשתמש בסיבים עצביים מושתלים במקום בשרירים כדי ליצור את המתווך שיקשר בין האקסונים המנותקים בגדם ובין החיווט האלקטרוני של התותב.
השלב הראשון ביצירת מתווך כזה הוא למצוא שיטה לגדל סיבים עצביים ארוכים דיים כדי לגשר על המרחק הפיזי בין האקסונים המקוריים שבגדם ובין האלקטרוניקה בתותב. אחד מאתנו (סמית') פיתח שיטה למתיחת אקסונים שגדלו בתרבית תאים כך שיוכלו להגיע לאורך הדרוש. השיטה מנצלת את יכולתם הטבועה של תאי עצב להתארך בתקופות של גדילה טבעית מואצת. אחת הדוגמאות המופלאות ביותר של יכולת ההתארכות הזאת היא האקסונים בחוט השדרה של לווייתן כחול, שמסוגלים להתארך ביותר משלושה סנטימטרים ביום ולהגיע לאורך של עד כ-30 מטר.
באופן מעשי, אנו לוקחים תרבית של תאי עצב ומחלקים אותה לשניים. בכל יום אנו מרחיקים מעט את שני החצאים זה מזה. האקסונים שבמרכז חייבים לצמוח לשני הכיוונים כדי לשחרר את המתיחות הנוצרת. "מאריכי האקסונים" שפיתחנו הצליחו למתוח אגדים של אקסונים בקצב של סנטימטר אחד ביום, שהוא חסר תקדים בניסויי מעבדה, ואנו סבורים שאפשר להגיע לאורך גדול אף יותר.
אחד היישומים הראשונים של אקסונים מתוחים אלה היה השימוש בהם כגשר חי לתיקון נזקים בתאי עצב של המערכת העצבית ההיקפית שנגרמים ממצב טראומה או מניתוח. כשהשתלנו בחולדות אגדים של אקסונים והצבנו את אחד הקצוות שלהם סמוך לעצב המנותק, האקסונים שבעצב התארכו וצמחו לאורך הגשר העצבי. למעשה, אקסונים טבעיים רבים עשו את דרכם עמוק כל כך לתוך הגף המשותקת עד שהעצב שוקם לגמרי והחולדה הצליחה לחזור ולהשתמש באיבר הפגוע.
כמו כן מצאנו שהגשר העצבי שהשתלנו שרד בגוף במשך ארבעה חודשים לפחות בלי לגרום לתגובה חיסונית. מאחר שהגשרים העצביים שיצרנו פעלו היטב בחולדות, אנו בודקים אותם כעת בחזירים. אם ניסויים אלה יוכתרו בהצלחה, נעבור לניסויים בבני אדם שסובלים מנזק עצבי קשה.
לאחר שמצאנו שיטה לגרום לתאי עצב מנותקים להתארך במידה ניכרת בתוך הגוף בכיוון הרצוי לנו, ניסינו לבנות גשרים מורכבים יותר שיאפשרו לאקסונים לתקשר עם האלקטרוניקה של האיבר התותב. החזון שלנו היה לנסות למצוא סיבים דקים מוליכים שהגוף לא יזהה כזרים. לאחר ניסוי וטעייה החלטנו לייצר את הסיבים מפולימרים מוליכים. אחד מאותם חומרים הוא פוליאנילין, פולימר אורגני מכיל חנקן ומוליך חשמל שמחקרים קודמים הראו שהגוף יהיה מוכן לסבול כנראה. בניסויים שנעשו במכרסמים אכן נמצא שפולימרים מיוחדים אלה לא עוררו תגובה חריפה של מערכת החיסון.
השלב הבא היה לגרום לאגד של תאי עצב שגודלו במעבדה לצמוח לאורך הקצוות של סיבים פולימריים אלה, ואז לגדל ולמתוח את האקסונים לכיוון העצבים הטבעיים המנותקים שבגדם. (הקצה השני של הסיבים הפולימריים יתקשר עם התותב בעזרת משדר אלחוטי.) בתרחיש אידאלי תאי עצב מן הגדם יצמחו לאורך האקסונים המתוחים וייצרו קשר עם הסיבים הפולימריים, שיקלטו את האותות החשמליים שיורים העצבים המוטוריים בגדם ויעבירו אותם למערכת האלקטרונית של התותב. בדומה, שדרים תחושתיים שישדרו הרכיבים האלקטרוניים יעשו את דרכם במעלה הסיבים המוליכים ויגרמו לקיטובם של תאי העצב התחושתיים שגדלו לתוך מערך זה של סיבים מוליכים. כך יעבירו הסיבים מידע תחושתי לחוט השדרה ולמוח.
בניסויים שביצענו בחולדות מצאנו שהאקסונים שנמתחו במעבדה יצרו נתיב שהוביל את תאי העצב המקוריים של הגדם לצמיחה למרחק של כמה עשרות מיקרונים מן הסיבים הפולימריים המוליכים. זהו מרחק קטן דיו כדי שסיבים פולימריים יוכלו לקלוט שדרים עצביים העושים את דרכם בכיוון אחד (במורד הגף) ולגרות עצבים העושים את דרכם בכיוון ההפוך (במעלה הגף). למעשה, יצרנו מתאם פשוט המחבר מערכות המשדרות באופן שונה זו מזו. יצרנו אפוא התקן כלאיים בין רקמה ביולוגית (האקסונים שגדלו תוך כדי מתיחה) ובין מוליכים לא-ביולוגיים שמאפשר לאלקטרוניקה של האיבר התותב להתחבר אליו מצד אחד ולאקסונים מן הגדם להתחבר מן הצד האחר. עד כה שרדו התקני הכלאיים האלה בגוף ושמרו על החיבור שלהם במשך חודש שלם לאחר ההשתלה. הדבר מרמז שמערכת החיסון מוכנה לסבול את ההתקן, שאם לא כן היא הייתה משמידה אותו בתוך כמה ימים. אנו מבצעים כעת ניסויים נוספים שבודקים את התגובה החיסונית במשך זמן רב יותר.
הצעדים הבאים
אף על פי שהניסויים שערכנו במתאם הביולוגי שלנו נראים מבטיחים, הגישה שלנו להנדסה עצבית עדיין בחיתוליה. עדיין איננו יודעים כמה זמן יכולים הגשרים העצביים שלנו לפעול וכמה זמן תישאר מערכת החיסון סובלנית לרכיבים הפולימריים. נוסף על כך, עלינו למזער את ההפרעות שיכולות להיגרם ממכשירים אלקטרוניים אחרים ולהגדיל את הרגישות של השדרים העצביים השונים המועברים מן ההתקן אל האיבר התותב. ואפילו אם נצליח לחבר את תאי העצב המצויים בגדם לאיבר התותב, עדיין איננו יודעים אם המוח יוכל לפרש את השדרים שיגיעו אליו מן התותב ולתת להם משמעות.
ניסויים שנעשו בידיים מושתלות מרמזים שהמוח אכן יכול להתמודד עם המשימה. כשמשתילים איבר כזה, המנתחים לעולם אינם יכולים לחבר בצורה נכונה כל עצב ועצב מן הגוף אל העצב המקביל לו באיבר המושתל. למעשה, דיוק שכזה אינו הכרחי. המוח מחווט מחדש את התמונה המנטלית שלו לגבי התפקיד של כל עצב מוטורי והשריר שעליו הוא שולט, וכך, בסופו של דבר, הוא מסוגל לשלוט מחדש באיבר המושתל. באופן דומה, הפעלה של יד רובוטית המחוברת במישרין למערכת העצבים תצריך כנראה אימון מאומץ מחודש של המוח.
המשך הפיתוח של שליטה בזרועות תותבות יצריך כנראה שילוב מסוים של היתרונות הנובעים מחיבור למערכת העצבים המרכזית ושל אלה הנובעים מחיבור למערכת ההיקפית. יצירה של קשר ישיר בין המוח ובין תותב מתקדם, באמצעות חיבור ישיר למוח הגדול, קישור לשרירי חזה שכוונו מחדש או חיבור דרך גשר כלאיים, מספקת את הדרך הטובה ביותר הידועה לנו כיום ליצירה של זרוע מלאכותית שנעה כמו זרוע אמיתית ואף מרגישה כך. אף על פי שמעולם לא חשפו לפנינו את דרך בניית הממשק בין סקייווקר ובין ידו החדשה ב"אימפריה מכה שנית", מדענים מתקרבים היום להבנה כיצד הוא היה חייב לפעול.
לקריאה נוספת
- Stretch Growth of Integrated Axon Tracts: Extremes and Exploitations. Douglas H. Smith in Progress in Neurobiology, Vol. 89, No. 3, pages 231-239; November 2009
- Neural Tissue Engineering and Biohybridized Microsystems for Neurobiological Investigation in Vitro, Part 1. D. Kacy Cullen, John A. Wolf, Varadraj N. Vernekar, Jelena Vukasinovic and Michelle C. LaPlaca in Critical Reviews in Biomedical Engineering, Vol. 39, No. 3, pages 201-240; 2011
- Neural Tissue Engineering for Neuroregeneration and Biohybridized Interface Microsystems in Vivo, Part 2. D. Kacy Cullen, John A. Wolf, Douglas H. Smith and Bryan J. Pfister in Critical Reviews in Biomedical Engineering, Vol. 39, No. 3, pages 241–259; 2011