Cum implanturile creierului poate ajuta persoanele paralizate

Chiar și o astfel de mișcare simplă cum ar fi ridicarea o ceașcă de ceai, corpul tau necesită o mulțime de acțiune. Mușchii mâinile trebuie să lucreze pentru a-l muta la cupa. Muschii palma ta ar trebui să fie deschis, astfel încât să puteți înțelege paharul, și apoi închideți degetele în jurul ei frâneze. Apoi, mușchii umerilor trebuie să dețină mâna astfel încât să nu se clatină din cauza greutății suplimentare a paharului. Toate aceste muschi trebuie să funcționeze corect și în mod coordonat, în timp ce crezi că aglomera doar ceai în sine.

Cum pot obține mușchii paralizați?

De aceea, pentru a face membrul paralizat să se miște din nou atât de greu. Cele mai multe dintre mușchii paralizați pot lucra în continuare, dar conexiunea lor la creier a fost pierdut, astfel încât acestea să nu primesc instrucțiuni de acțiune. Din păcate, medicii nu au învățat încă să restaureze leziuni ale măduvei spinării, dar există o soluție. Putem obține în jurul valorii de ea și să dea instrucțiuni mușchii în mod artificial. Prin dezvoltarea tehnologiei de lectură și interpretare a activității creierului, aceste instrucțiuni se poate ajunge direct de la capul pacientului.

Putem face mușchii paralizați să lucreze prin stimularea electrozii lor dispuse in ele sau in jurul nervilor care le furnizează. Această tehnologie este cunoscută sub numele de „stimulare electrica functionala.“ Acesta poate fi folosit nu numai pentru a ajuta persoanele paralizate să se miște, dar, de asemenea, pentru a restabili functia vezicii urinare, pentru a stimula tuse eficiente, precum și pentru ameliorarea durerii. Această tehnologie poate face o mare diferență în viața persoanelor cu leziuni ale măduvei spinării.

Un studiu realizat de cercetători

Dimitar Blanc si colegii ei sunt de lucru cu privire la modul de a combina această tehnologie cu un set complex de instrucțiuni necesare pentru a opera cu o singură mână. Dacă doriți pentru a ridica o ceașcă de ceai, care este necesar pentru a stimula mușchii, atunci când și cât de mult? Aceste instrucțiuni sunt foarte complexe, și nu numai din cauza numărului mare de mușchi care sunt implicate aici. De îndată ce bea ceai, instrucțiunile s-au schimbat, deoarece greutatea a paharului va scădea. În scopul de a face altceva, de exemplu, zgâria nasul, instrucțiuni va fi complet diferit.

Mai degrabă decât pur și simplu testarea diferitelor instrucțiuni către mușchi paralizat, în speranța de a găsi cele care lucreaza, cercetatorii au folosit modele computerizate ale sistemului musculo-scheletic pentru a le calcula. Aceste modele sunt descrierea matematică a modului în care mușchii, oasele și articulațiile funcționează în timpul mișcărilor. În simulare, este posibil de a face muschii mai puternici sau mai slab, paralizat sau stimulat afara. Prin urmare, este posibil să se testeze rapid și în condiții de siguranță diferite modele de impulsuri pentru a vedea care sunt mai mult succes.

modelarea muschilor

Pentru a testa tehnologia, oamenii de stiinta implantat electrozi 24 în mușchii și nervii participanților la studiu. Ei au folosit o simulare pentru a decide unde să plaseze electrozii, deoarece mușchii paralizați mai mult decât electrozii în sistemele moderne de stimulare electrica functionala.

Dacă ați avut o alegere, ce mai bine stimulează mușchii: subscapularului sau periostal? Dacă este necesar, pentru a stimula nervul axilar, în cazul în care doriți să plasați electrodul? Pentru a răspunde la aceste întrebări dificile, cercetatorii au folosit o simulare cu diferite seturi de electrozi, și alege unul care a permis un model de calculator pentru a face cel mai eficient mișcarea.

În prezent, echipa lucrează la un braț care stabilizează grup de mușchi, inelul de etanșare rotativ menționat. Dacă instrucțiunile pe care le ajungi la ea, mâna greșită poate sări din umăr. Acesta este motivul pentru simulări pe calculator sunt indispensabile în acest studiu. Pentru a pune aceste participanți experimente nimeni nu ar fi îndrăznit.

noi provocări

Să știe cum să activeze muschii paralizat pentru a produce trafic util - aceasta este doar jumătate din problemă. Oamenii de stiinta, de asemenea, trebuie să decidă în ce moment pentru a activa mușchii, de exemplu, atunci când utilizatorul dorește să ridice un obiect. Una dintre opțiuni - este transmiterea acestor informații direct de la creier. Recent, cercetatorii din SUA a folosit implantul pentru a asculta celule individuale in creierul unei persoane paralizat. Deoarece diferitele mișcări asociate cu diverse forme de activitate cerebrala, participantul poate alege unul dintre cele șase mișcări pre-programate, care au fost apoi generate prin stimularea mușchilor mâinii.

lectură creier

In timp ce acest lucru este un pas interesant inainte in domeniul protezare neuronale, multe probleme rămân nerezolvate. În mod ideal, implanturile creierului ar trebui să funcționeze timp de mai multe decenii. Dar, în acest moment este dificil să se înregistreze chiar și semnalele care sunt necesare în termen de câteva săptămâni, astfel încât aceste sisteme trebuie să fie calibrate în mod regulat. Folosind noile modele de implanturi sau semnale diferite ale creierului poate îmbunătăți stabilitatea pe termen lung.

În plus, implanturile asculta doar o mică parte din milioanele de celule care controleaza membrele noastre, astfel încât gama de mișcare poate fi destul de limitate. Cu toate acestea, controlul creierului membrelor robotizate cu un anumit grad de libertate a fost încă făcută și posibilitățile acestei tehnologii se dezvoltă rapid.

tehnologia viitorului

În cele din urmă, mișcarea lină, fără efort pe care noi percepem ca fiind ceva de la sine, sunt ghidate de un sistem de feedback senzorial bogat, care spune creierului în cazul în care mâinile noastre, iar când degetele noastre ating obiectele. Aceste semnale pot fi pierdute după un prejudiciu, astfel incat cercetatorii sunt, de asemenea, lucreaza la implanturi creier care pot restaura senzație și mișcare.

Unii oameni de știință cred că tehnologia creierului de citire poate ajuta oamenii mai pot fi acționate eficient pentru a interacționa cu calculatoare, telefoane mobile si chiar direct din creierul altor persoane. Cu toate acestea, acum rămâne în domeniul science fiction, în timp ce controalele de creier pentru aplicații medicale devine rapid o realitate clinică.