લકવાગ્રસ્ત દર્દી માટે પ્રોસ્થેટિક હાથ

અમેરિકાના પેન્સિલવેલિયા રાજ્યમાં ગળાથી નીચેના ભાગે સંપૂર્ણ લકવાગ્રસ્ત એક સ્ત્રીએ ફક્ત વિચારોની મદદથી પ્રોસ્થેટિક હાથનું હલનચલન કરાવીને મેડિકલ જગતને આશ્ચર્યમાં નાંખી દીધું છે. જેન નામની આ 52 વર્ષીય મહિલા દસ વર્ષ પહેલાં કરોડરજ્જુમાં નુકસાન થવાના કારણે લકવાનો ભોગ બની હતી અને ત્યારથી તેના ગળાની નીચેના તમામ અંગ કામ કરતા બંધ થઈ ગયા હતા. આ દરમિયાન તેના મગજને પણ ગંભીર નુકસાન પહોંચ્યુ હતું. પરંતુ યુનિવર્સિટી ઓફ પિટ્સબર્ગના મેડિકલ પ્રોફેસરોએ એક પ્રોસ્થેટિક હાથ બનાવીને જેનને તેના ઉપયોગ કેવી રીતે કરી શકાય તે અંગે થોડી ઘણી તાલીમ આપી હતી. જેમાં ડૉક્ટરોના ધ્યાનમાં આવ્યું હતું કે, જેન ખૂબ જ ઝડપથી વિચારોની મદદથી પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરી શકે છે. કારણ કે, કૃત્રિમ અંગો પર વિચારોની મદદથી આટલો સારી રીતે કાબૂ રાખી શકાય છે તેવું અત્યાર સુધી ડૉક્ટરો પણ જાણતા ન હતા.  

પેન્સિલવેલિયાની યુનિવર્સિટી ઓફ પિટ્સબર્ગમાં ડૉક્ટરોએ ખાસ પ્રોસ્થેટિક હાથનો પ્રયોગ કરવા માટે જ જેનની નિમણૂક કરી હતી. આ પ્રોસ્થેટિક હાથ માટે ડૉક્ટરોએ એક ખાસ પ્રકારનો કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ તૈયાર કરાવ્યો હતો. આ પ્રોગ્રામ મગજના વિચારોની ભાષાને રોબોટિક અંગોને કમાન્ડ આપતા સંકેતોમાં પરિવર્તિત કરી શકે છે. આ ડિઝાઈન વિકસાવવા પાછળ ડૉક્ટરોનો હેતુ એ હતો કે, લકવા કે અન્ય કોઈ પણ કારણોસર જેમના અંગોનું હલનચલન બંધ થઈ ગયું છે તેવા દર્દીઓ પ્રોસ્થેટિક હાથની મદદથી સામાન્ય જીવન જીવી શકે. આ પ્રોસ્થેટિક હાથમાં વ્યક્તિએ ફક્ત નાનકડા લક્ષ્ય પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને વિચાર કરવાનો હોય છે, જેમ કે, “નીચે પડેલો બૉલ ઉઠાવી લે...”

રોબોટિક હાથની મદદથી ચોકલેટનો સ્વાદ માણતી જેન શ્યુરમેન

એવું નથી કે, વિજ્ઞાનીઓએ પહેલીવાર પ્રોસ્થેટિક અંગ વિકસાવ્યું છે. આમ તો, અત્યાર સુધી મેડિકલ સાયન્ટિસ્ટ જાતભાતના ‘બ્રેઈન મશીન’ વિકસાવી ચૂક્યા છે. આ મશીનો દાવો કરે છે કે, તેની મદદથી દર્દી પ્રોસ્થેટિક હાથ કે અન્ય અંગને કાબૂમાં લઈ શકે છે. જેમ કે, તાજેતરમાં જ કેટલાક સંશોધકોએ આવું કમ્પ્યુટર વિકસાવ્યાનો પણ દાવો કર્યો હતો, પરંતુ યુનિવર્સિટી ઓફ પિટ્સબર્ગમાં જોવા મળેલા પ્રોસ્થેટિક હાથ જેટલું ઉચ્ચ કક્ષાનું પરિણામે અગાઉના એક પણ પ્રયોગમાં જોવા નથી મળ્યું તેથી આ પ્રયોગનું મહત્ત્વ અનેકગણું વધી ગયું છે. ‘ધ લેન્સેટ’ જર્નલમાં સંશોધકોના જણાવ્યાનુસાર, પ્રોસ્થેટિક હાથને જેન ફક્ત બે દિવસની તાલીમ પછી આગળ-પાછળ, ઉપર-નીચે અને જમણે-ડાબે લઈ જઈ શકતી હતી. એટલું જ નહીં, એક અઠવાડિયા પછી તો જેન તેના હાથની મદદથી ટેબલ પર પડેલી વસ્તુ ઉઠાવીને બીજે મૂકી શકતી હતી. આ વસ્તુમાં કોન, બ્લોક કે નાનકડા બૉલનો પણ સમાવેશ થતો હતો.

આ અંગે યુનિવર્સિટી ઓફ પિટ્સબર્ગના ન્યૂરોબાયોલોજીના પ્રોફેસર એન્ડ્રૂ શ્વાર્ટ્ઝ કહે છે કે, “તેણે જે ઝડપથી  પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરવાનું કૌશલ્ય હાંસલ કર્યું તે જોઈને અમે રીતસરના ડઘાઈ ગયા હતા. અમે એવી આશા જ નહોતી રાખી. આટલી જોરદાર સફળતાના કારણે અમે તો ઠીક જેન પણ ખૂબ જ ખુશ થઈ ગઈ હતી.” ડૉક્ટરોનું કહેવું છે કે, જેન પર કરેલા પ્રયોગ પછી લકવા કે અન્ય કોઈ કારણોસર જેમના અંગ કામ કરતા સંપૂર્ણ બંધ થઈ ગયા છે એ દિશામાં નવી શોધો કરવાનો વિજ્ઞાનીઓનો ઉત્સાહ બેવડાઈ જશે. વળી, નજીકના ભવિષ્યમાં આ શોધ મેડિકલ જગતમાં ક્રાંતિકારી સાબિત થઈ શકે છે.

રોબોટિક હાથ વિકસાવનારી ટીમે મગજ અને પ્રોસ્થેટિક હાથ વચ્ચે સંદેશાની સરળતાથી આપ-લે થઈ શકે એ માટે જેન પર ચાર કલાકનું ઓપરેશન કર્યું હતું. આ દરમિયાન ડૉક્ટરોએ જેનના મગજની બંને બાજુ ચાર મિલીમીટરના નાનકડી ઈલેક્ટ્રોડ્સ ગ્રીડ ફિટ કરી હતી. આવી એક ગ્રીડમાં 96 નાના ઈલેક્ટ્રોડ હતા. ડૉક્ટરોએ હાથના હલનચલનના સંદેશા ઝીલતા ન્યૂરોન્સ (ચેતાકોષો) નજીક મોટર કોર્ટેક્સમાં ઈલેક્ટ્રોડ્સ ફિટ કર્યા હતા. એકવાર ઈલેક્ટ્રોડ્સ ફિટ કરી દીધા પછી સર્જનોએ મગજમાં ઓપરેશન કરવા દૂર કરેલો ખોપડીનો ભાગ પણ ગોઠવી દીધો હતો. ઈલેક્ટ્રોડ્સના વાયરો દર્દીના માથામાં રહેલા કનેક્ટર સાથે જોડાયેલા હતા, જેની મદદથી ડૉક્ટરોએ દર્દીને કમ્પ્યુટર સિસ્ટમ અને પ્રોસ્થેટિક હાથ સાથે જોડ્યો હતો.

ન્યૂરોબાયોલોજિસ્ટ એન્ડ્રુ શ્વાર્ટ્ઝ 

જેન પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરે એ પહેલાં ડૉક્ટરોએ વિવિધ રીતે હાથના હલનચલનની કલ્પના કરીને ‘બ્રેઈન એક્ટિવિટી’ રેકોર્ડ કરી હતી. આમ કરવા માટે ડૉક્ટરોએ જેનને પ્રોસ્થેટિક હાથ કેવી રીતે હલનચલન કરે છે તેનો અભ્યાસ કરવાનું કહ્યું હતું. કારણ કે, આ અભ્યાસની મદદથી જ દર્દી રોબોટિક હાથનો સારી રીતે ઉપયોગ કરી શકે છે. જેન જ્યારે પણ કંઈ વિચારે છે ત્યારે કમ્પ્યુટર મગજમાં ફિટ કરેલા ન્યૂરોન્સની મદદથી તે ઈલેક્ટ્રિકલ એક્ટિવિટી રેકોર્ડ કરી લેતું હતું. કારણ કે, ન્યૂરોન્સ શારીરિક હલચલ કઈ દિશામાં કરવી તેને કાબૂમાં રાખે છે અને ઈલેક્ટ્રિકલ પલ્સને ખૂબ ઝડપથી એ દિશામાં હલનચલન કરવા પ્રેરિત કરે છે. આ અંગે ડૉ. શ્વાર્ટ્ઝ કહે છે કે, “એકવાર આપણે પ્રત્યેક ન્યૂરોન્સને સમજી લઈએ કે, તે કઈ દિશામાં સંદેશ આપી રહ્યો છે. ત્યાર પછી આપણે બહુ બધા ન્યૂરોન્સ તરફ નજર કરી શકીએ અને નક્કી કરી શકીએ કે, દર્દી કઈ દિશામાં હાથની હલનચલન કરવા ઈચ્છે છે.”

પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરવામાં જેનને મદદ કરવા માટે જ કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામ તૈયાર કરાયો હતો. જેના કારણે દર્દીને પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરવામાં ખાસ્સી સરળતા રહે છે અને ભૂલો ઓછી થાય છે. જોકે, આ ડિવાઈસની મદદથી જેન ઘણી ઝડપથી પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરવા લાગી હતી. નવાઈની વાત એ છે કે, જેન ફક્ત ત્રણ જ મહિનામાં કુદરતી હાથ દ્વારા થતું 91.6 ટકા કામ પ્રોસ્થેટિક હાથની મદદથી કરવા લાગી છે. આ અંગે ‘ધ લેન્સેટ’માં લેખ લખનારા સહ-લેખક અને સ્વિસ ફેડરલ ઈન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેક્લનોલોજીના પ્રોફેસર ગ્રેગરી કોર્ટિન કહે છે કે, “આ બાયોઈન્સ્પાયર્ડ બ્રેઈન મશીન અત્યંત મહત્ત્વની ટેક્નોલોજિકલ અને બાયોમેડિકલ સિદ્ધિ છે.”

આજે પણ પ્રોસ્થેટિક અંગો વિકસાવવામાં ખૂબ જ મુશ્કેલીઓ છે જ. પરંતુ પ્રોસ્થેટિક હાથનો ઉપયોગ કરવામાં જેનનું પ્રદર્શન જોઈને વિજ્ઞાનીઓનો ઉત્સાહ ઘણો વધી ગયો છે અને તેમને આશા છે કે, આ શોધ લકવો કે અન્ય કારણોસર અંગ ગુમાવી ચૂકેલા લોકો માટે ક્રાંતિકારી ડિવાઈસ વિકસાવવાની દિશામાં ખૂબ જ મોટી હરણફાળ છે. બીજી તરફ, જેન પણ પોતાનું પ્રદર્શન સુધારવા સતત પ્રયત્ન કરી રહી છે અને તેમાં તેને સફળતા મળી રહી છે. જોકે, ઈલેક્ટ્રોડના કારણે મગજના સંદેશ કમ્પ્યુટર સુધી પહોંચાડવામાં મુશ્કેલી પડી રહી છે. આ અંગે શ્વાર્ટ્ઝનું કહેવું છે કે, એક મીલિમીટરની પાંચ હજાર ગણા પાતળા ઈલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને આ મુશ્કેલી નિવારી શકાય છે, પરંતુ આટલા બારીક ઈલેક્ટ્રોડ મગજની પ્રક્રિયા સમજવા ઘણાં નાના પડી શકે છે.

હવે, સંશોધકોને આશા છે કે તેઓ રોબોટિક હાથમાં ‘સેન્સ’ એટલે કે, સ્પર્શેન્દ્રિય પણ વિકસાવી શકશે. જેથી દર્દીઓ કોઈ પણ વસ્તુને પકડતા પહેલાં તેનું તાપમાન કેટલું છે તે પણ અનુભવી શકશે. આ માટે સંશોધકોએ રોબોટિક હાથની આંગળીઓમાં ફિટ કરી શકાય એવા સેન્સર વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું છે, જેની મદદથી મગજના સેન્સરી એરિયામાં સંદેશ પહોંચાડી શકાશે. આ શોધના કારણે ભવિષ્યમાં વાયરલેસ સિસ્ટમ વિકસાવીને રોબોટિક હાથ બનાવવાના દરવાજા પણ ખૂલી ગયા છે. જેથી દર્દીને કમ્પ્યુટર સાથે પ્લગ્ડ રહેવામાંથી મુક્તિ મળશે અને વાયરલેસ સિસ્ટમની મદદથી રોબોટિક હાથનું હલનચલન કરી શકશે.

પ્રોસ્થેટિક અંગ શું હોય છે?

મેડિકલ ટેક્નોલોજીમાં પ્રોસ્થેટિક, પ્રોસ્થેસિસ કે પ્રોસ્થેટિક લિમ્બ એક એવું કૃત્રિમ અંગ છે જેને ગુમાવી દીધેલા અંગની જગ્યાએ ફિટ કરી શકાય છે. આ કૃત્રિમ અંગની મદદથી માણસ મહદ્અંશે કુદરતી અંગ જેવું જ કામ લઈ શકે છે. ભારતીય ડૉક્ટર પી. કે. સેઠીના માર્ગદર્શનમાં વિકસાવાયેલો જયપુર ફૂટ એક પ્રકારનો પ્રોસ્થેટિક જ છે. સૈનિકો અને અકસ્માતમાં પગ ગુમાવી ચૂકેલા લોકો માટે અત્યંત નજીવા દરે ઉપલબ્ધ જયપૂર ફૂટ આશીર્વાદરૂપ સાબિત થયો છે. દેશના જાણીતા નૃત્યાંગના અને અભિનેત્રી સુધા ચંદ્રન વર્ષ 1982માં અકસ્માતમાં પગ ગુમાવ્યા પછી જયપુર ફૂટની મદદથી જ પોતાના પગ પર ઊભા થઈ શક્યા હતા. એટલું જ નહીં, જયપૂર ફૂટની મદદથી તેઓ ફરી એકવાર નૃત્ય કરી શકવા સક્ષમ બની શક્યા હતા. તેમના જીવન પરથી વર્ષ 1986માં ‘નાચે મયુરી’ નામની ફિલ્મ પણ બની હતી, જેમાં મુખ્ય ભૂમિકા તેમણે પોતે જ કરી હતી. જોકે, વિજ્ઞાનીઓ કુદરતી અંગની જેમ જ કામ આપે એવું કૃત્રિમ અંગ વિકસાવવાના પ્રયોગો કરીને વધુ એડવાન્સ પ્રોસ્થેટિક વિકસાવવાના પ્રયોગો કરી રહ્યા છે. જે અંતર્ગત વિજ્ઞાનીઓ એક મિકેનિકલ ડિવાઈસને માણસના સ્નાયુઓ, હાડપિંજર અને મગજના ચેતાતંત્ર સાથે જોડીને કૃત્રિમ અંગને કુદરતી અંગ જેવું જ બનાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. આમ, એડ્વાન્સ પ્રોસ્થેટિક શરીર સાથે ફક્ત સ્થૂળ રીતે નહીં, પણ મગજના ચેતાતંત્ર સાથે પણ જોડાયેલુ હોય છે. નોંધનીય છે કે, પ્રોસ્થેટિક અંગ આઘાત, રોગ કે અકસ્માતના કારણે કામ કરતા બંધ થઈ ગયેલા કે ગુમાવી દીધેલા અંગની જગ્યાએ ફિટ કરી શકાય છે. એવી જ રીતે, હાથ કે પગ વિના જન્મેલા બાળકો માટે પણ તે ઉપયોગી છે. અત્યાર સુધી મેડિકલ ટેક્નોલોજી હૃદયના કૃત્રિમ વાલ્વ વિકસાવી ચૂકી છે. પરંતુ વિજ્ઞાનીઓ હૃદય, ફેફસા, હિયરિંગ એઈડ્સ, દાંત અને આંખો જેવા પ્રોસ્થેટિક અંગો વિકસાવવા પણ પ્રયત્નશીલ છે.