Kuidas aju implantaadid võib aidata halvatud inimesed

Isegi selline lihtne liikumine nagu tõstmise tass teed, keha vajab palju tegevust. Lihased käed peavad töötama liikuma selle tassi. Lihased peopessa peaks olema avatud, nii et saate aru tassi ja seejärel sulgeda oma sõrmed ümber korraldada teda tagasi. Siis õla lihaseid peab hoidma käes, et see ei kõhelda, sest kaalu topsi. Kõik need lihased peavad töötama täpselt ja koordineeritult, kui te arvate, et teil on lihtsalt pruulitud tee ise.

Kuidas ma saan halvatud lihaseid?

See on põhjus, miks teha halvatud jäsemete liikuda jälle nii raske. Enamik halvatud lihaseid saab veel tööd, kuid nende seos aju on kadunud, nii et nad ei saa juhised tegutsemiseks. Kahjuks arstid ei ole veel teada, et taastada seljaaju vigastus, kuid on olemas lahendus. Saame ümber ja anda juhiseid lihaste kunstlikult. Läbi tehnoloogia areng lugemine ja tõlgendamine ajutegevust neid juhiseid ei saa tulla otse patsiendi pea.

Me ei saa teha halvatud lihaste tööd stimuleerides nende elektroodide paigutatud neid või närvide ümber, et pakkuda neile. See tehnoloogia on tuntud kui "funktsionaalne elektrilise stimulatsiooni." Seda saab kasutada mitte ainult aidata halvatud inimestel liikuda, vaid ka taastada põietalitlusele, et stimuleerida efektiivne köha, samuti valu. See tehnoloogia võib teha suur erinevus inimeste elu seljaaju vigastusi.

Uuring teadlased

Dimitar Blanc ja tema kolleegid töötavad kuidas ühendada see tehnoloogia komplekssest juhiseid vaja tegutseda ühe käega. Kui soovite kiirenemist tass teed, mis on vajalik, et stimuleerida lihaseid, millal ja kui palju? Need juhised on väga keeruline, ja mitte ainult sellepärast, et suur hulk lihaseid, mis on seotud siin. Niipea, kui te juua teed, juhiseid on muutunud, sest kaalu tassi väheneb. Et teha midagi muud, näiteks kriimustada oma nina, juhiseid täiesti erinevad.

Selle asemel, et lihtsalt testimiseks erinevate juhised halvatud lihaseid, lootes leida need, mis töötavad teadlased kasutatud arvuti mudelid lihasluukonna nende arvutamiseks. Need mudelid on matemaatiline kirjeldus, kuidas lihased, luud ja liigesed ajal tegutseda liigutusi. Simulatsiooni on võimalik teha lihaseid tugevamaks või nõrgemaks, halvatud või stimuleeritud väljaspool. Seetõttu on võimalik kiiresti ja ohutult katsetada erinevaid impulsijärgnevus näha, millised on edukamad.

modelleerimine lihased

Et testida tehnoloogia, teadlased implanteeritud 24 elektroodid lihased ja närvid uuringus osalenud. Nad kasutasid simulatsiooni otsustada, kuhu paigutada elektroodid, sest halvatud lihaste üle elektroodide kaasaegsed süsteemid funktsionaalse elektrilise stimulatsiooni.

Kui sul oleks valida, mida paremini stimuleerida lihaseid: subscapularis või periosti? Kui see on vajalik, et stimuleerida kaenlaalune närvi, kui soovite paigutada elektroodi? Et vastata nendele keerulistele küsimustele, kasutasid uurijad simulatsiooni erineva elektroodid ja valida üks, mis võimaldas arvuti mudeli teha kõige tõhusam liikumine.

Praegu meeskond töötab käe, mis stabiliseerib lihaste rühma, nimetatud pöörleva Hela. Kui juhiseid, et sa saad seda, vale käsi võib välja hüpata õlale. See on põhjus, miks arvuti simulatsioone on hädavajalikud selles uuringus. Panna need katsed osalejad keegi oleks julgenud.

uusi väljakutseid

Tea, kuidas aktiveerida halvatud lihaste toota kasulik liiklus - see on ainult pool probleemi. Teadlased on vaja ka otsustada, millal aktiveerida lihaseid, näiteks siis, kui kasutaja tahab kiirenemist objekti. Üks võimalusi - on selle teabe edastamisega otse ajju. Hiljuti teadlased USA kasutatakse implantaati kuulata üksikuid rakke ajus halvatud inimene. Kuna erinevate liikumiste seotud erinevate vormide ajutegevust osaleja saab valida ühe kuuest eelprogrammeeritud liikumise, mis genereeritakse stimuleerides lihaseid poolt.

aju lugemine

Kuigi see on põnev samm edasi valdkonnas neuraaltoru proteesimine, paljud probleemid jäävad lahendamata. Ideaalis aju implantaadid peaks töötama juba aastakümneid. Aga hetkel on raske registreerida isegi signaale, et on vaja mõne nädala jooksul, nii et need süsteemid tuleb regulaarselt kalibreerida. Kasutades uusi konstruktsioone implantaatide või aju eri signaale saab parandada pikaajalist stabiilsust.

Lisaks implantaadid kuulata ainult väike osa miljonitest rakkudest, mis kontrollivad meie jäsemed, nii vahemikus algatusel võib olla üsna piiratud. Kuid kontrolli aju robotite jäsemeid koos teatud määral vabadust veel tehtud ja võimalusi selle tehnoloogia arenevad kiiresti.

tulevikutehnoloogia

Lõpuks, sile, sundimatu liikumine, mida me tajume midagi iseenesestmõistetavaks, juhindume rikas sensoorne tagasiside süsteem, mis ütleb aju, kus meie käed, ja kui meie sõrmed puudutavad objektid. Need signaalid võivad olla kadunud pärast kahju, nii et teadlased on välja töötamas ka aju implantaadid, mida saab taastada tunne ja liikumist.

Mõned teadlased usuvad, et aju lugemise tehnoloogia võib aidata inimestel paremini juhitav suhelda arvutid, mobiiltelefonid ja isegi otse aju teiste inimestega. Kuid nüüd jääb valdkonda ulme, samas aju kontrolli meditsiinilisteks rakendusteks on kiiresti muutumas kliinilise reaalsus.