PACHA WA KIDIJITALI KWA KILA SIKIO LILILOPANDIKIZWA

Kifaa cha koklea kinachopandikizwa (cochlear implant) ni kiungo bandia cha neva. Madaktari wapasuaji huingiza safu ya elektrodi ndani ya koklea, katika sikio la ndani, na elektrodi hizo huchochea nyuzi za neva ya kusikia moja kwa moja kwa mipigo ya umeme, zikikwepa sikio la ndani lililoharibika. Kichakataji cha nje hubadilisha sauti kuwa maagizo; kila elektrodi hushughulikia ukanda mmoja wa masafa, kwa sababu nyuzi za neva zilizo ndani zaidi ya koklea hutoa hisia za sauti nzito na zile zilizo karibu na mlango hutoa hisia za sauti nyembamba.

Matokeo hutofautiana mno. Watumiaji wengi huelewa maneno vizuri; wengine, waandishi wanabainisha, hupata kidogo tu zaidi ya kujua kwamba kuna sauti na msaada katika kusoma midomo. Kigezo kimoja kinachojulikana ni ubora wa kiolesura cha umeme na neva (electro-neural interface): umbo la sikio, mahali elektrodi zilipoishia, jinsi tishu zinavyopitisha umeme, na ni nyuzi ngapi za neva bado ziko na afya. Fizikia yake kwa asili ni ghafi: upeo wa viunganishi 22 vinapaswa kuchochea hadi takriban nyuzi 30,000, kwa hiyo kila elektrodi huchochea kundi pana la nyuzi zinazopishana.

Leo, mtaalamu wa usikivu hurekebisha mipangilio ya kila mgonjwa — “ramani” — hasa kwa kutegemea maoni ya mgonjwa mwenyewe, na ubongo unaweza kuhitaji wiki au miezi kuzoea ramani mpya.

Sikio pepe, lililojengwa kwa data isiyoegemea upande

Erin Bratu wa Chuo Kikuu cha Rennes, Jack Noble wa Chuo Kikuu cha Vanderbilt na wenzao katika Kituo cha Matibabu cha Chuo Kikuu cha Vanderbilt, Chuo Kikuu cha Washington huko St. Louis na Chuo Kikuu cha Tiba cha South Carolina walijenga pacha wa kidijitali (digital twin) wa kiolesura cha kila mgonjwa, kwa matabaka matatu:

1. Anatomia. Skani za kawaida za CT za hospitali haziwezi kuonyesha ndani ya koklea, kwa hiyo timu hutumia kielelezo cha umbo kilichojifunzwa kutoka skani za micro-CT zenye ubora wa juu za koklea 16 za maiti, zilizo wazi takriban mara kumi zaidi. Elektrodi hutambuliwa mahali zilipo kiotomatiki kwenye skani ya baada ya upasuaji, na nyuzi za neva zisizoonekana hujengwa upya kama mafungu 75.
2. Umeme. Ramani ya 3D ya tishu — kiowevu, tishu laini, neva, mfupa — huwezesha kielelezo kukokotoa jinsi mkondo wa umeme unavyoenea. Ukinzani wa tishu hurekebishwa hadi volteji za uigaji zilingane na zile ambazo kifaa hurekodi kwenye elektrodi zake zisizotumika; tishu ya kovu huongezwa pale rekodi zinapoihitaji.
3. Neva. Kielelezo cha kibiofizikia cha nyuzi za neva, kilichopanuliwa hadi kiwango cha mafungu, hutabiri mwitikio wa jumla wa neva. Kisha idadi ya nyuzi zenye afya katika kila fungu hurekebishwa hadi kielelezo kilingane na jinsi mwitikio wa neva unavyokua kadiri mkondo unavyoongezeka, mkunjo ambao kifaa chenyewe kinaweza kuurekodi.

Kutokana na hili, timu hukokotoa alama moja ya afya ya neva kwa kila mgonjwa.

Kile pacha hao walichotabiri

Utafiti ulihusisha watumiaji 30 wa vifaa vilivyopandikizwa.

• Mwitikio ambao kielelezo hakikuwahi kufunzwa. Pacha hao walitabiri aina ya pili ya kipimo cha neva kwa kosa la wastani wa kati chini ya mikrovolti 50; hata hali mbaya zaidi ilibaki na umbo sahihi la jumla.
• Maneno. Alama ya afya ya neva ilihusiana kwa nguvu na utambuzi wa maneno mahali patulivu na utambuzi wa sentensi katikati ya kelele za watu wengi wanaozungumza. Makala inaripoti viwango vya uhusiano vya takriban 0.75 na 0.78 — ingawa muhtasari na sehemu ya matokeo vinabadilishana thamani ipi inaendana na jaribio lipi. Vyovyote vile, alama hii inaeleza 50 hadi 60% ya tofauti za uelewa wa maneno kati ya wagonjwa. Kwa ufahamu wa waandishi, hakuna kigezo kimoja kilichoripotiwa katika maandiko ya kitaalamu kinachoeleza zaidi.
• Kurekebisha upya. Katika jaribio la awali na watumiaji sita wenye uzoefu, timu ilizima nusu ya elektrodi katika eneo ambalo afya ya neva ilionekana mbaya zaidi — kati ya 2 na 6 kati ya 22. Utambuzi wa maneno ulipanda kwa pointi 10 za asilimia kwa wastani; watano kati ya sita walimaliza juu ya alama zao za mwanzo, hakuna aliyeshuka kwa kiasi kikubwa, na wote walichagua kuendelea na ramani mpya.

Kutoka uthibitisho wa dhana hadi jaribio

Pacha hao wanaweza kuhakikiwa kwa njia isiyo ya moja kwa moja tu, kwa kuwa hakuna kitu isipokuwa uchunguzi wa baada ya kifo kinachoonyesha hali halisi ya neva. Kielelezo huchukulia kwamba nyuzi hufyatuka kwa upatanifu kamili, jambo ambalo huenda linapunguza makadirio ya idadi ya nyuzi zenye afya, na hupuuza athari za muda; kinahitaji skani ya CT ya baada ya upasuaji, pamoja na dozi yake ya mionzi ya X; na vifaa vyote vilitoka kwa mtengenezaji mmoja. Jaribio la kurekebisha upya halikuwa na kundi dhibiti, na ufuatiliaji haukuwa wa mara kwa mara.

Kinachojitokeza ni data ya kuingiza: hakuna kitu ila skani na rekodi za kifaa chenyewe, bila kutegemea kile mgonjwa anachoripoti. Hili linaweza kuwasaidia wale wanaopata shida kueleza wanachosikia, kama watoto wadogo. Jaribio la kitabibu linalodhibitiwa na la kutazama mbele (prospective) la urekebishaji unaoongozwa na afya ya neva sasa linaandaliwa.