Kaip smegenys implantai gali padėti paralyžiuotų žmonių

Net toks paprastas judėjimas, kaip kėlimo puodelį arbatos, jūsų kūnas reikalauja daug veiksmo. Iš rankų raumenys turi dirbti perkelti jį į puodelį. Iš delnu raumenys turėtų būti atvira, todėl, kad jūs galite suvokti taurę, tada uždaryti savo pirštus aplink palaikykite ją atgal. Tada, pečių raumenys turi laikyti ranką, todėl ji nėra dvejoti dėl papildomo svorio puodelį. Visi šie raumenys turi dirbti tiksliai ir koordinuotai, o jūs manote, ką tik paruošta pati arbata.

Kaip man gauti paralyžiuotas raumenis?

Štai kodėl padaryti paralyžiuotą galūnę vėl judėti taip sunku. Dauguma paralyžiuotų raumenis dar gali dirbti, tačiau jų ryšys su smegenų buvo prarasta, todėl jie negauna nurodymų imtis veiksmų. Deja, gydytojai dar neišmoko atkurti pažeistos nugaros smegenys, bet yra sprendimas. Mes galime gauti aplink jį ir duoti nurodymus raumenų dirbtinai. Per technologijų plėtros skaitymo ir aiškinimo smegenų veikla, šios instrukcijos vienas gali ateiti tiesiai iš paciento galvos.

Mes galime padaryti paralyžiuotasis raumenys dirbti skatinant jų elektrodų pašalintos jų viduje ar aplink nervų, tiekiančių juos. Ši technologija yra žinomas kaip "funkcinį elektros stimuliacija." Jis gali būti naudojamas ne tik padėti paralyžiuotų žmonių judėti, bet ir atkurti pūslės funkciją, skatinti veiksmingą kosulys, taip pat skausmui malšinti. Ši technologija gali padaryti didelį skirtumą į žmonių, turinčių nugaros smegenų sužalojimo gyvenimą.

Tyrimas mokslininkai

Dimitar Blanc ir jos kolegos dirba kaip derinti šią technologiją su sudėtingų instrukcijų, reikalingų veikti viena ranka. Jei norite pasiimti puodelį arbatos, kuri yra būtina siekiant stimuliuoti raumenis, kada ir kiek? Šie nurodymai yra labai sudėtinga, ir ne tik dėl didelio skaičiaus raumenis, kurie yra susiję čia. Kaip tik gerti arbatą, instrukcijos pasikeitė, nes taurės svoris mažės. Norint ką nors kita, pavyzdžiui, subraižyti nosį, instrukcijos bus visiškai kitoks.

Užuot tiesiog išbandyti įvairius nurodymus paralyžiuotasis raumenis, tikėdamiesi rasti tuos, kurie dirba, mokslininkai panaudojo kompiuterinius modelius ir griaučių sistemos juos apskaičiuoti. Šie modeliai yra matematinis aprašymas, kaip raumenys, kaulai ir sąnariai veikia per judesius. Į modeliavimo, tai yra įmanoma, kad raumenys stipresni ar silpnesni, paralyžiuotas ar skatino ne. Todėl galima greitai ir saugiai išbandyti skirtingus impulsų modelius pamatyti kuris iš jų yra labiau sėkminga.

modeliavimas raumenų

Išbandyti technologiją, mokslininkai implantuoti 24 elektrodai, raumenų ir nervų tyrimo dalyvių. Jie naudojami modeliavimo nuspręsti, kur dėti elektrodus, nes paralyžiuotas raumenys daugiau nei šiuolaikinių sistemų funkcinės elektros stimuliacijos elektrodai.

Jei turėjo pasirinkti, kas geriau stimuliuoja raumenis: subscapularis ar antkaulio? Jei būtina skatinti pažasties nervas, kur norite įdėti elektrodą? Norėdami atsakyti į šiuos sudėtingus klausimus, mokslininkai naudojo modeliavimas su įvairių rinkinių elektrodų, ir pasirinkti vieną, kuris leido kompiuterinis modelis, kad efektyviausias judėjimas.

Šiuo metu komanda dirba ant rankos, kuri stabilizuoja raumenų grupę, minėtą sukasi rėmeliai. Jei instrukcijos, kad jūs gaunate į jį, neteisinga ranka gali iššokti iš peties. Štai kodėl kompiuteriniai modeliavimai yra būtini šiame tyrime. Norėdami įdėti šių eksperimentų dalyviams niekas išdrįso.

nauji iššūkiai

Žinoti, kaip įjungti paralyžiuotas raumenis gaminti naudingos eismą - tai tik pusė problema. Mokslininkai taip pat reikia nuspręsti, kokiu laiku aktyvuoti raumenis, pavyzdžiui, kai vartotojas nori pasiimti objektą. Vienas iš variantų - yra šios informacijos perdavimas tiesiai iš smegenų. Neseniai mokslininkai iš JAV naudojamas implantas klausytis atskirų ląstelių į paralyžiuotuoju smegenis. Nuo įvairių judėjimų, susijusių su įvairių formų smegenų veikla, dalyvis gali pasirinkti vieną iš šešių iš anksto užprogramuotas judėjimų, kurie tada buvo sukurtas stimuliuoja rankos raumenis.

smegenų skaitymo

Nors tai yra įdomi žingsnis į priekį neuroninių protezavimo srityje, daug problemų lieka neišspręstos. Idealiu atveju, smegenys implantai turėtų dirbti daugelį dešimtmečių. Bet tuo metu, sunku įrašyti net signalus, kurie yra reikalingi, per kelias savaites taip, kad šios sistemos turi būti reguliariai kalibruojami. Naudojant naujas dizaino implantus ar skirtingų smegenų signalus galima pagerinti ilgalaikį stabilumą.

Be to, implantai klausytis tik nedidelę ląstelių, kurie kontroliuoja mūsų galūnes milijonų, todėl judesio diapazonas gali būti gana ribotas. Tačiau iš smegenų robotų galūnes, kurių tam tikra laisvė dar nebuvo padaryta ir šios technologijos galimybes kontrolė sparčiai vystosi.

technologija ateityje

Galiausiai, lygus, be pastangų judėjimas, mes suvokiame kaip kažką savaime suprantamu dalyku, vadovaujasi turtinga jutimo grįžtamojo ryšio sistemą, kuri pasakoja smegenis, kur mūsų rankos, ir kai mūsų pirštai paliesti objektus. Šie signalai gali būti prarasta po traumos, todėl mokslininkai taip pat dirba smegenų implantų, kad gali atkurti pojūtis ir judėjimą.

Kai kurie mokslininkai mano, kad smegenys skaitymo technologija gali padėti žmonėms efektyviau valdomi bendrauti su kompiuteriais, mobiliaisiais telefonais ir netgi tiesiogiai iš kitų žmonių smegenys. Tačiau dabar jis lieka mokslinės fantastikos sferos, o smegenų kontrolė medicinos programų yra greitai tampa klinikinis realybe.