Kā smadzeņu implanti var palīdzēt paralizētu cilvēku

Pat tik vienkārša kustība, piemēram, paceļot tasi tējas, Jūsu organisms pieprasa daudz darbību. Uz roku muskuļi ir jāstrādā, lai pārvietotu to uz tasi. Par plaukstu muskuļi būtu atvērts, lai jūs varētu aptvert kauss, un pēc tam aizveriet savus pirkstus ap turēt viņas atpakaļ. Tad, plecu muskuļi jābūt roku, lai tas nav šaudīties, jo kausa papildu svaru. Visi šie muskuļi ir jāstrādā precīzi un saskaņoti, kamēr jūs domājat, ka jūs tikko pagatavota tēja pati.

Kā es varu nokļūt paralizēts muskuļus?

Tas ir iemesls, kāpēc padarīt paralizēta ekstremitāti, lai pārvietotos atkal tik grūti. Lielākā daļa no paralizētu muskuļus vēl var strādāt, bet to saistība ar smadzenēm ir pazaudēts, lai viņi nesaņem norādījumus rīcībai. Diemžēl ārsti vēl nav iemācījušies atjaunot muguras smadzeņu bojājumiem, bet ir risinājums. Mēs varam iegūt ap to, un, lai dotu norādījumus muskuļiem mākslīgi. Ar tehnoloģiju attīstību, lai lasītu un interpretāciju smadzeņu darbību, šīs instrukcijas var nākt tieši no pacienta galvas.

Mēs varam padarīt paralizēts muskuļi darbu, stimulējot viņu elektrodiem apglabāšanu savā starpā vai ap nerviem, kas piegādā viņiem. Šī tehnoloģija ir pazīstama kā "funkcionālā elektrisko stimulāciju." To var izmantot ne tikai, lai palīdzētu paralizētu cilvēku, lai pārvietotos, bet arī, lai atjaunotu urīnpūšļa funkciju, lai stimulētu efektīvu klepu, kā arī sāpju remdēšanai. Šī tehnoloģija var dot lielu atšķirību dzīvē cilvēkiem ar muguras smadzeņu traumu.

Pētījums, ko pētnieki

Dimitar Blanc un viņas kolēģi strādā par to, kā apvienot šo tehnoloģiju ar sarežģītu instrukciju kopums, kas nepieciešami, lai darbotos ar vienu roku. Ja jūs vēlaties uzņemt tasi tējas, kas ir nepieciešams, lai stimulētu muskuļus, kad un cik daudz? Šie norādījumi ir ļoti sarežģīti, un ne tikai tāpēc, ka liels skaits muskuļiem, kas ir iesaistīti šeit. Tiklīdz jūs dzert tēju, instrukcijas ir mainījušies, jo ar kausa svars samazināsies. Lai kaut ko darīt citu, piemēram, ieskrāpēt savu degunu, instrukcijas būs pilnīgi atšķirīgs.

Nevis vienkārši pārbaudot dažādus norādījumus paralizēja muskuļiem, cerot atrast tos, kas strādā, pētnieki izmantoja datoru modeļus balsta un kustību sistēmas, lai tos aprēķinātu. Šie modeļi ir matemātiskais apraksts, kā muskuļi, kauli un locītavas darbojas kustības laikā. In simulācijas, ir iespējams padarīt muskuļus stiprākus vai vājāks, apturējušas vai stimulētas ārā. Tādēļ ir iespējams ātri un droši pārbaudīt dažādus pulsa tendences, lai uzzinātu, kādi ir veiksmīgāka.

modelēšana muskuļiem

Lai pārbaudītu tehnoloģijas, zinātnieki implantēts 24 elektrodus muskuļiem un nerviem no pētījuma dalībniekiem. Viņi izmantoja simulāciju, lai izlemtu, kur novietot elektrodus, jo paralizēts muskuļi vairāk nekā elektrodu mūsdienu sistēmās funkcionālās elektriskās stimulācijas.

Ja jums būtu iespēja izvēlēties, ko labāk stimulēt muskuļus: subscapularis vai periostālais? Ja tas ir nepieciešams, lai stimulētu paduses nervu, kur vēlaties novietot elektrodu? Lai atbildētu uz šiem sarežģītus jautājumus, pētnieki izmantoja simulāciju ar dažādiem komplektiem elektrodiem, un izvēlēties vienu, kas ļāva dators modelis, lai padarītu visefektīvāko kustību.

Šobrīd komanda strādā uz rokas, kas stabilizē muskuļu grupu, minēto rotējošu aptveri. Ja instrukcijas, kas jums to, nepareizu roku var izlēkt no pleca. Tas ir iemesls, kāpēc datorsimulācijas ir nepieciešamas šajā pētījumā. Lai šos eksperimentus dalībniekus neviens nebūtu uzdrošinājās.

jauni izaicinājumi

Zināt, kā aktivizēt paralizēta muskuļus, lai iegūtu noderīgu satiksme - tas ir tikai puse problēma. Zinātnieki arī vajadzēs izlemt, cikos aktivizēt muskuļus, piemēram, ja lietotājs vēlas uzņemt objektu. Viena no iespējām - ir šīs informācijas nosūtīšana tieši no smadzenēm. Nesen zinātnieki no ASV, ko izmanto implantu, lai klausītos atsevišķām šūnām smadzenēs paralizēta personas. Tā kā dažādu kustību, kas saistīti ar dažāda veida smadzeņu darbību, dalībnieks var izvēlēties vienu no sešiem ieprogrammēta kustības, kas pēc tam tika iegūti, stimulējot muskuļus rokām.

smadzeņu lasījums

Lai gan tas ir labs solis uz priekšu šajā jomā neironu protezēšana, daudzas problēmas joprojām nav atrisinātas. Ideālā gadījumā smadzeņu implanti jāstrādā daudzus gadu desmitus. Bet tajā brīdī ir grūti ierakstīt pat signālus, kas ir nepieciešami, dažu nedēļu laikā, tā, ka šīs sistēmas ir regulāri jākalibrē. Izmantojot jauno dizainu implantu vai dažādās smadzeņu signālus var uzlabot ilgtermiņa stabilitāti.

Turklāt, implanti klausīties tikai nelielu daļu no miljoniem šūnu, kas kontrolē mūsu ekstremitātes, tāpēc diapazons kustības var būt diezgan ierobežota. Tomēr kontrole smadzeņu robotu ekstremitāšu ar noteiktu pakāpi brīvības vēl nav veikta un iespējām šīs tehnoloģijas strauji attīstās.

nākotnes tehnoloģija

Visbeidzot, gluda, bez piepūles kustība, ko mēs uztveram kā kaut ko pieņemts par pašsaprotamu, ir jāvadās pēc bagātīgu sensoro atgriezeniskās informācijas sistēmu, kas stāsta smadzenes kur mūsu rokās, un tad, kad mūsu pirkstiem pieskarties objektus. Šie signāli var tikt zaudēti pēc traumas, tāpēc pētnieki arī strādā pie smadzeņu implantiem, kas var atjaunot sajūtu un kustību.

Daži zinātnieki uzskata, ka smadzenes lasīšanas tehnoloģija var palīdzēt cilvēkiem efektīvāk darbojas, lai mijiedarbotos ar datoriem, mobilajiem telefoniem un pat tieši no smadzenēm citiem cilvēkiem. Taču tagad tas paliek valstībā zinātniskās fantastikas, bet smadzeņu kontrole medicīnas lietošanai ātri kļūst par klīnisko realitāti.