אימון ממשק מוח-מחשב מתווך במציאות מדומה משפר נוירומודולציה חישתית-מוטורית באנשים ללא פגיעה ובאחרי פגיעה בחוט השדרה

ללכת שוב, לפחות במחשבה

עבור אנשים החיים עם שיתוק לאחר פגיעה בחוט השדרה, הרעיון של לחזור להלך או לרכוב על אופניים יכול להיראות רחוק מהישג. המחקר הזה בוחן סוג אחר של שיקום: אימון מוחי עצמאי בעזרת מציאות מדומה וממשק מוח-מחשב. על ידי בקשת מתנדבים ואנשים עם פציעות בחוט השדרה לדמיין את תנועת רגליהם בזמן שהם עוברים בשביל יער עשיר במציאות המדומה, החוקרים מראים שהמוח יכול ללמוד לשלוח אותות תנועה ברורים יותר — גם כאשר הגוף אינו מסוגל לנוע.

גשר דיגיטלי בין המוח לעולם הווירטואלי

צוות המחקר בנה מערכת שמקשרת בין פעילות מוחית לעולם וירטואלי. המשתתפים לבשו כובע עם חיישני EEG יבשים שקלטו אותות חשמליים זעירים משכבת הקרקפת, יחד עם משקפי VR שהראו שביל ביער. מתנדבים ללא פגיעה ראו דמות מהלכת מזווית ראייה ממקור ראשון, כאילו הם מסתכלים דרך עיניהם, בעוד אנשים עם פגיעה מלאה בחוט השדרה ראו את עצמם רוכבים על אופניים באותו מסלול. כשהמשתתפים נרגעו, הדמות נעמדה. כשהם דמיינו בצורה חיה הליכה או רכיבה, מחשב פענח את האותות המוחיים והניע את הדמות קדימה בזמן אמת, תוך הפעלת צלילים ובקבוצת הפגיעה בחוט השדרה גם גירוי עדין של השרירים באמצעות פולסים חשמליים לרגליים.

לאמן את המוח כמו שריר

לימוד שליטה בממשק מוח-מחשב זה לא היה מיידי; זה דרש אימון, בדומה ללימוד ספורט או כלי נגינה. המתנדבים ללא פגיעה השלימו 15 מפגשי אימון בימים שונים, כל אחד באורך של כשעה. כל מפגש התחיל בתקופת כיול שבה המערכת "הקשיבה" למוח בזמן שהאדם החליף בין רוגע לדמיון הליכה. המחשב בנה אז מודל חדש שהבחין בין שתי המצבים האלה. לאחר הכיול, המשתתפים נכנסו לריצות ארוכות יותר שבהן הם עקבו אחר רמזים קוליים כדי או להירגע או לדמיין הליכה רציפה למשך דקה שלמה, כאשר תנועת הדמות שיקפה את פעילות המוח שפוענחה. בשלב נפרד של שליטה חופשית הם ניסו לגרום לדמות לקחת כמה שיותר צעדים יזומים בתוך חמש דקות, ללא רמזים חיצוניים.

אותות מוחיים ברורים יותר ושליטה משופרת

עם הזמן, מוחם של המשתתפים הפיק דפוסים אמינים יותר כשהם דמיינו תנועה לעומת מנוחה. החוקרים מדדו עד כמה דפוסים אלה מובחנים ויציבים באמצעות כלים מתמטיים שאינם תלוים באלגוריתם פענוח יחיד. לאורך המפגשים המדדים האלה השתפרו, מה שהראה שהמשתתפים אכן למדו לעצב את פעילות מוחם. למידה זו התרגמה לשליטה טובה יותר: אצל אנשים ללא פגיעה, דיוק המחשב בהבחנה בין "ללכת" ל"להירגע" עלה מכ־60% במפגשים הראשונים לכ־80% במאוחרים יותר. במהלך ניסויי שליטה חופשית, מספר הצעדים שפוענחו נכון יותר מהוכפל ואף יותר. גם אנשים עם פגיעה מוחלטת בתנועה ובתחושה בחוט השדרה — שאינם יכולים להזיז או להרגיש את רגליהם — הראו שיפורים משמעותיים. דיוק הסיווג שלהם עלה מרמת כ־50–60% גבוהות עד מעל 70% ככל שלמדו לייצר אותות מוחיים ברורים יותר של "רכיבה מול רוגע" בזמן שהם קיבלו הן פידבק וירטואלי והן גירוי לשרירי הרגליים.

מדוע המציאות המדומה חשובה

הסביבה הטבועה של ה‑VR נראית כממלאת תפקיד מרכזי. צפייה בגוף דומה לחיים שנע בסנכרון עם הפעולות המדומות יכולה להפעיל רשתות מוחיות המעורבות בתנועה ובהכרת הגוף. סביבת היער, זווית המראה ממקור ראשון והצלילים העדינים הופכים את החוויה למרתקת יותר מאשר להציץ בסמלים פשוטים על מסך. עבור המשתתפים עם פגיעה בחוט השדרה, התוספת של גירוי חשמלי שזז את רגליהם במציאות, הקשור לפקודות המוח שלהם, חיזקה ככל הנראה את הקשר בין כוונה לקבלת משוב. למרות שהמחקר לא כלל קבוצת ביקורת ללא VR, התוצאות מרמזות כי שילוב של משוב חושי עשיר, סביבה דמוית משחק ואימון חוזר מסייע למוח לחדד את ה"תוכנית" הפנימית שלו לתנועה.

צעדים לעבר שיקום עתידי

לאדם מהשורה, המסר המרכזי הוא שהמוח נשאר גמיש, גם שנים אחרי פציעה קשה. באמצעות אימון דמיון של הליכה או רכיבה בתוך עולם וירטואלי שמגיב מיד למחשבותיהם, גם אנשים ללא פגיעה וגם אלה עם פגיעה מוחלטת בחוט השדרה למדו לשלוח אותות תנועה מדויקים יותר שמחשב יכול להבין. עבודה זו בפני עצמה אינה משיבה את ההליכה בעולם האמיתי. אך היא מחזקת את המעגלים המוחיים התומכים בתנועה ומראה שכיסויי ראש זולים עם אלקטרודות יבשות ו‑VR צרכני יכולים לתמוך באימון לטווח ארוך. בעתיד מערכות דומות עשויות להיות משולבות עם שלדים חיצוניים רובוטיים או גירוי חשמלי מתקדם כדי לסייע לתרגם את האותות המוחיים המשופרים הללו לתנועות פונקציונליות אמיתיות מחוץ למציאות המדומה.

ציטוט: Mannan, M.M.N., Palipana, D.B., Mulholland, K. et al. Virtual reality mediated brain-computer interface training improves sensorimotor neuromodulation in unimpaired and post spinal cord injury individuals. Sci Rep 16, 6215 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36431-3

מילות מפתח: שיקום במציאות מדומה, ממשק מוח-מחשב, אימון דמיון מוטורי, פגיעה בחוט השדרה, נוירופלסטיות