Ako mozgové implantáty môžu pomôcť ľuďom ochrnul

Dokonca aj taký jednoduchý pohyb zdvíhacích šálku čaju, vaše telo potrebuje veľa akcie. Svaly rúk, musia pracovať, aby ju presunúť do šálky. Svaly dlane by mali byť otvorené, takže môžete pochopiť pohár, a potom zavrel prstami, aby ju zadržať. Potom ramenné svaly musia držať za ruku, takže to nie je kolísať z dôvodu zvýšenia hmotnosti pohára. Všetky tieto svaly majú pracovať presne a koordinovane, keď si myslíte, že ste práve varí čaj sám.

Ako získam ochrnutý svaly?

Preto, aby sa ochrnuté končatiny posunúť zase tak ťažké. Väčšina z paralyzované svaly môžu fungovať aj naďalej, ale ich prepojenia do mozgu bolo stratené, a tak nemajú dostať inštrukcie pre akciu. Bohužiaľ, lekári doteraz naučil obnoviť poranenia miechy, ale existuje riešenie. Môžeme sa dostať okolo nej a dávať pokyny k svalom umelo. Prostredníctvom rozvoja technológií pre čítanie a interpretáciu mozgovú činnosť, tieto pokyny jeden môže prísť priamo z hlavy pacienta.

Môžeme urobiť paralyzované svaly pracovať tým, že stimuluje ich elektród umiestnených v nich alebo okolo nervov, ktoré im dodávajú. Táto technológia je známy ako "funkčná elektrickej stimulácie." Možno ho použiť nielen na pomoc ochrnuté ľudí k pohybu, ale tiež k obnoveniu funkcie močového mechúra, ktorá stimulujú efektívne kašeľ, rovnako ako pre úľavu od bolesti. Táto technológia môže urobiť veľký rozdiel v životoch ľudí s poranením miechy.

štúdia výskumníkov

Dimitar Blanc a jej kolegovia pracujú na tom, ako kombinovať túto technológiu s komplexnou sadou inštrukcií potrebných pre prevádzku jednou rukou. Ak chcete vyzdvihnúť šálku čaju, ktorý je nevyhnutný pre stimuláciu svalov, kedy a koľko? Tieto pokyny sú veľmi zložité, a to nielen z dôvodu veľkého počtu svalov, ktoré sú tu zapojené. Akonáhle budete piť čaj, pokyny zmenili, pretože váha pohára sa bude znižovať. Aby bolo možné urobiť niečo iné, napríklad poškriabaniu nos, bude inštrukcia byť úplne inak.

Skôr ako jednoducho testovanie rôznych pokynov paralyzované svaly v nádeji, že nájsť tie, ktoré pracujú výskumníci používajú počítačové modely svalovej a kostrovej sústavy pre ich výpočet. Tieto modely sú matematický opis, ako sú svaly, kosti a kĺby pracujú pri pohyboch. V simulácii, je možné, aby sa svaly silnejšie alebo slabšie, ochrnutý alebo stimulované vonku. Z tohto dôvodu je možné rýchlo a bezpečne vyskúšať rôzne vzory pulzný vidieť tie, ktoré sú úspešnejší.

modelovanie svalov

Ak chcete vyskúšať túto technológiu, vedci implantovať elektródy 24 do svalov a nervov účastníkov štúdie. Oni používali simuláciu rozhodnúť, kam umiestniť elektródy, pretože ochrnul svaly viac než elektródami v moderných systémoch funkčnej elektrickej stimulácie.

Ak ste mali na výber, čo sa lepšie stimulovať svaly: subscapularis alebo periostálního? Ak je nutné stimulovať axilárny nerv, kde chcete umiestniť elektródu? Ak chcete odpovedať na tieto zložité otázky, vedci použili simuláciu s rôznymi sadami elektród, a vybrať ten, ktorý umožnil počítačový model, aby najefektívnejší pohyb.

V súčasnej dobe tím pracuje na rameno, ktoré stabilizuje svalovú skupinu, pričom uvedené rotujúce ochranný krúžok. V prípade, že pokyny, ktoré sa k nej dostanete, zlý ruka môže vyskočiť z ramena. To je dôvod, prečo počítačové simulácie sú nepostrádateľné v tejto štúdii. K tomu, aby tieto účastníkmi experimenty nikto neodvážil.

nové výzvy

Vedieť, ako aktivovať svaly paralyzované k získaniu užitočných prevádzka - to je len polovica problému. Vedci tiež musieť rozhodnúť, v akom čase aktivovať svaly, napríklad, keď používateľ chce zdvihnúť objekt. Jednou z možností - je prenos týchto informácií priamo z mozgu. V poslednej dobe sa vedci z USA používa implantátu pre počúvanie jednotlivých buniek v mozgu ochrnutého človeka. Vzhľadom k tomu, rôznych pohybov spojených s rôznymi formami mozgovú činnosť, môže účastník zvoliť jeden zo šiestich predprogramovaných pohybov, ktoré potom boli generované stimuláciou svalov ruky.

mozog čítanie

Aj keď je to vzrušujúce krok vpred v oblasti neurónových protetike, rad problémov pretrváva. V ideálnom prípade mozgovej implantáty by mal fungovať pre mnoho dekád. Ale v tejto chvíli je ťažké zaznamenať aj signály, ktoré sú potrebné v priebehu niekoľkých týždňov, aby sa tieto systémy sa musia pravidelne kalibrovať. Pomocou novej vzory implantáty alebo rôznych mozgových signálov môže zlepšiť dlhodobú stabilitu.

Okrem toho implantáty počúvať iba malý zlomok z miliónov buniek, ktoré kontrolujú naše končatiny, takže rozsah pohybu môže byť dosť obmedzené. Avšak, kontrola mozgových robotických končatín s určitým stupňom voľnosti ešte nebola vykonaná a možnosti tejto technológie sa rýchlo vyvíjajú.

technológií budúcnosti

Napokon, hladké, bez námahy hnutie, ktoré vnímame ako niečo považovať za samozrejmé, sú vedené bohatou senzorického systému spätnej väzby, ktorá hovorí mozog, kde naše ruky, a keď sa naše prsty dotknúť objekty. Tieto signály môžu byť po úraze stratil, takže vedci sú tiež pracujú na mozgu implantáty, ktoré môžu obnoviť pocit a pohybu.

Niektorí vedci sa domnievajú, že táto technológia mozog čítanie môže pomôcť ľuďom efektívnejšie pracuje tak, že interagujú s počítačmi, mobilnými telefónmi a dokonca aj priamo z mozgov iných ľudí. Teraz však zostáva v ríši science fiction, zatiaľ čo ovládacie prvky mozgu na lekárske účely sa rýchlo stáva klinickú realitou.