Kako implantati mozga može pomoći paraliziran ljudi

Čak i tako jednostavan pokret poput dizanja šalicu čaja, vaše tijelo zahtijeva puno akcije. Mišići na rukama moraju raditi na tome da ga premjestiti na čašu. Mišići dlanu trebao biti otvoren, tako da možete shvatiti čašu, a zatim zatvorite prste oko joj držati leđa. Zatim, mišiće ramena moraju držati za ruku tako da ne popuštati, jer je dodatnu težinu šalice. Svi ovi mišići moraju raditi točno i na koordiniran način, a vi mislite da ste samo pivo sama čaj.

Kako mogu dobiti paralizirani mišići?

Zato da bi paraliziranu ud da se presele opet tako teško. Većina paraliziranih mišića i dalje može raditi, ali njihova veza u mozgu je izgubljen, tako da ne dobiti upute za djelovanje. Nažalost, liječnici još nisu naučili vratiti ozljede leđne moždine, ali postoji rješenje. Možemo dobiti oko njega i dati upute za mišiće umjetno. Kroz razvoj tehnologije za čitanje i tumačenje moždane aktivnosti, ove upute može doći izravno iz pacijentove glave.

Mi možemo napraviti paralizirani mišići na rad kroz poticanje elektrode raspoređene unutar njih ili oko živaca koji ih opskrbljuju. Ova tehnologija je poznata kao „funkcionalne električne stimulacije.” To se može koristiti ne samo za Pomoć paraliziran ljudima da se presele, ali i za vraćanje funkcije mokraćnog mjehura, za poticanje učinkovitog kašalj, kao i za ublažavanje boli. Ova tehnologija može napraviti veliku razliku u životima ljudi s ozljedom leđne moždine.

Studija istraživača

Dimitar Blanc i njezini kolege rade na tome kako kombinirati ove tehnologije sa složenim skupom uputa potrebnih za rad jednom rukom. Ako želite podići šalicu čaja, što je potrebno stimulirati mišiće, kada i koliko? Ove upute su vrlo složeni, a ne samo zbog velikog broja mišića koji su ovdje uključeni. Čim se pije čaj, upute su se promijenile, jer je težina čaše će se smanjiti. Da bi to nešto drugo, na primjer, ispočetka nos, upute će biti potpuno drugačiji.

Umjesto da jednostavno testiranje raznih uputa paralizirani mišići, u nadi da će naći one koji rade, istraživači su koristili računalne modele mišićno-koštanog sustava da ih izračunati. Ovi modeli su matematički opis kako mišiće, kosti i zglobova rade tijekom pokreta. U simulaciji, moguće je da bi se mišići jači ili slabiji, paralizirani ili stimulirana vani. Stoga je moguće brzo i sigurno testirati različite obrasce puls vidjeti one koji su uspješniji.

modeliranje mišića

Za testiranje tehnologije, znanstvenici usadili 24 elektrode u mišićima i živcima sudionika studije. Oni su koristili simulaciju odlučiti gdje staviti elektrode, jer su paralizirani mišići više od elektroda u suvremenim sustavima funkcionalne električne stimulacije.

Ako ste imali izbor, što bolje stimulirati mišiće: subscapularis ili periostalni? Ako je potrebno stimulirati aksilarne živac, gdje želite staviti elektrodu? Da bismo odgovorili na ova teška pitanja, istraživači su koristili simulaciju sa različitih skupova elektroda i odabrati onaj koji je dopustio računalni model kako bi najučinkovitije pokret.

Trenutno tim radi na kraku koji stabilizira mišićne skupine, navedene rotirajuće podnožak. Ako upute koje ste dobili na to, krivo ruka može iskočiti iz ramena. Zato računalne simulacije su neophodni u ovom istraživanju. Da bi se ovi pokusi sudionike nitko ne bi usudili.

novi izazovi

Znati kako aktivirati paraliziran mišiće za proizvodnju korisnih promet - to je samo pola problema. Znanstvenici također trebaju odlučiti u koje vrijeme aktivirati mišiće, na primjer, kada korisnik želi podići objekt. Jedna od mogućnosti - je prijenos ovih informacija izravno iz mozga. Nedavno su znanstvenici iz SAD-a koristi se implantat za slušanje pojedinih stanica u mozgu paralizirane osobe. Od raznih pokreta koji su povezani s raznim oblicima aktivnosti mozga, sudionik može odabrati jedan od šest unaprijed programirane pokrete, koji su potom generira stimulirajući mišiće ruku.

čitanje mozak

Iako je to uzbudljivo korak naprijed u području živčanih protetike, mnogi problemi ostaju neriješeni. U idealnom slučaju, implantati mozak treba raditi za mnogo desetljeća. No, u ovom trenutku teško je snimiti čak i signale koje su potrebne u roku od nekoliko tjedana, tako da se ovi sustavi moraju se redovito kalibrirati. Koristeći nove dizajne implantata ili različitih signala mozga može poboljšati dugoročnu stabilnost.

Osim toga, implantati slušati samo mali dio od milijuna stanica koje kontroliraju naše udove, tako da je raspon pokreta može biti prilično ograničen. Međutim, kontrola mozga robotskih nogu s određenim stupnjem slobode još napravio i mogućnosti ove tehnologije se brzo razvija.

tehnologija budućnosti

Konačno, glatka, bez napora kretanje koje mi percipiramo kao nešto uzima zdravo za gotovo, vođeni su bogate osjetilnog sustava povratnih informacija koja govori u mozak, gdje su nam ruke, a kada nam se prsti dotaknuti predmete. Ti signali mogu biti izgubljen nakon ozljede, pa su istraživači rade na moždanim implantatima koji se može obnoviti osjećaj i pokret.

Neki znanstvenici vjeruju da čitanje mozak tehnologija može pomoći ljudima da učinkovitije funkcionirati da interakciju s računalima, mobilnim telefonima, pa čak i izravno iz mozga ostalih ljudi. Međutim, sada ostaje u sferi znanstvene fantastike, dok su kontrole mozga za medicinske primjene brzo postaje klinički stvarnost.