Kako mozak implantata može pomoći paralizovan ljudi

Čak i tako jednostavan pokret kao podizanje šolje čaja, vaše tijelo zahtijeva puno akcije. Mišići ruku moraju raditi da biste ga u čašu. Mišići dlana treba da bude otvorena, tako da možete shvatiti kup, a zatim zatvorite prste oko da je zadrži. Tada, mišići ramena mora držati za ruku tako da ne kolebati zbog dodatnih težine kup. Svi ovi mišići moraju raditi precizno i na koordiniran način, dok mislite da ste upravo pivo sebe čaj.

Kako da dobijem paralizovan mišiće?

Zato da bi paralisana ud da se ponovo vrati toliko teško. Većina paralizovan mišića i dalje može raditi, ali njihova veza u mozgu je izgubljena, tako da ne dobiti instrukcije za akciju. Nažalost, doktori još nisu naučili da obnovi povrede kičmene moždine, ali postoji rješenje. Možemo dobiti oko nje i da daje instrukcije mišića umjetno. Kroz razvoj tehnologije za čitanje i tumačenje moždane aktivnosti, ove upute može doći direktno iz glave pacijenta.

Možemo napraviti paralisana mišiće da rade stimulacijom svoje elektrode odložen u njima ili oko živaca koji ih isporučiti. Ova tehnologija je poznata kao "funkcionalni električne stimulacije." Može se koristiti ne samo da pomogne paralisana ljude da se sele, ali i za vraćanje funkcije mokraćnog mjehura, za stimulaciju efikasne kašalj, kao i za ublažavanje bolova. Ova tehnologija može napraviti veliku razliku u životima ljudi sa povredom kičmene moždine.

Studija istraživača

Dimitar Blanc i njene kolege rade na tome da se kombinuju ova tehnologija sa složenim skup instrukcija potrebne za rad jednom rukom. Ako želite da pokupi čaj, koji je neophodan za stimulaciju mišića, kada i koliko? Ove upute su vrlo složeni, i to ne samo zbog velikog broja mišića koji su ovdje uključeni. Čim piješ čaj, uputstva su se promijenile, jer je težina kup će se smanjiti. Da bi se to nešto drugo, na primjer, izgrebati nos, uputstva će biti potpuno drugačija.

A ne samo testiranje različitih uputstva paralizovan mišića, u nadi da će naći one koji rade, istraživači su koristili kompjuterskih modela mišićno-koštanog sistema da ih izračunati. Ovi modeli su matematički opis kako mišića, kostiju i zglobova rade za vrijeme pokreta. U simulaciji, moguće je da se mišići jači ili slabiji, paralizirana ili stimulirana van. Stoga je moguće da brzo i sigurno testirati različite obrasce puls da vidim koji od njih su uspješni.

modeliranje mišića

Da bi testirali tehnologiju, naučnici implantirani 24 elektroda u mišićima i živce učesnika studije. Oni su koristili simulaciju da odluči gdje će staviti elektrode, jer je paralizovan mišića više nego elektrode u modernim sustavima funkcionalne električne stimulacije.

Ako ste imali izbora, koje je bolje stimulirati mišiće: subscapularis ili periostalnim? Ako je potrebno da se stimuliše aksilarne nerv, gdje želite da postavite elektrode? Da odgovori na ova teška pitanja, istraživači su koristili simulaciju različitih kompleta elektroda, i odabrati onaj koji je omogućio kompjuterski model da bi najefikasniji pokreta.

Trenutno tim radi na ruci koja stabilizira mišićne grupe, rekao je rotirajući priključak. Ako upute koje ste doći do njega, pogrešne ruke može iskočiti iz ramena. To je razlog zašto kompjuterske simulacije su neophodni u ovoj studiji. Da ove učesnike eksperimenata niko ne bi usudio.

novim izazovima

Znati kako se aktivirati paralisana mišića za proizvodnju korisne saobraćaj - to je samo pola problema. Naučnici također trebaju odlučiti u koje vrijeme za aktiviranje mišića, na primjer, kada korisnik želi da pokupi objekta. Jedna od opcija - predstavlja prijenos ove informacije direktno iz mozga. Nedavno, istraživači iz SAD koristi implantata za slušanje pojedinačnih ćelija u mozgu je paralizovan osobe. Budući da različite pokrete povezane sa raznim oblicima aktivnosti mozga, učesnik možete odabrati jedan od šest unaprijed programiranih pokreta, koji su potom stvara stimulacijom mišića ruku.

čitanje mozak

Iako je ovo uzbudljiv korak naprijed u području neuronskih protetike, mnogi problemi ostaju neriješeni. U idealnom slučaju, mozak implantata treba da rade za više decenija. Ali u ovom trenutku teško je snimiti čak i signale koji su potrebni u roku od nekoliko tjedana, tako da se ovi sistemi moraju biti redovno kalibriran. Koristeći novi dizajn implantata ili različitih moždanih signala može poboljšati dugoročne stabilnosti.

Pored toga, implantati slušati samo mali dio od miliona ćelija koje kontrolišu naše udove, tako da je raspon pokreta može biti prilično ograničen. Međutim, kontrola mozga robotske udove sa određenim stepenom slobode još nije napravljen i mogućnosti ove tehnologije se brzo razvijaju.

tehnologija budućnosti

Konačno, glatka, bez napora pokret koji mi doživljavamo kao nešto uzeti zdravo za gotovo, rukovode bogat senzorni povratne sistem koji govori mozgu gdje našim rukama, a kada je naš prstima dodiruju objektima. Ovi signali mogu biti izgubljena nakon povrede, tako da su istraživači rade i na mozak implantata koji može vratiti osjećaj i pokret.

Neki naučnici smatraju da je tehnologija čitanja mozak može pomoći ljudima efikasnije operativan za interakciju s računalima, mobilnim telefonima, pa čak i direktno iz mozga drugih ljudi. Međutim, sada je i dalje u domenu naučne fantastike, dok je kontrola mozga za medicinske aplikacije je brzo postaje klinički stvarnost.