Како мозак импланти могу помоћи паралисан људима

Чак и тако једноставним покретом као подизање шољу чаја, ваше тело захтева пуно акције. Мишићи руку морају да раде да се преселе у чашу. Мишићи вашег длана треба да буду отворени, тако да можете да ухватите шољу, а затим затворите прсте око да је задржи. Затим, рамена мишићи морају држати руку тако да не колеба због екстра тежине купа. Сви ови мишићи морају да прецизно и на координиран начин рада, док мислите да сте управо пиво сама чај.

Како да добијем парализован мишиће?

Зато је да је парализован уд поново се тако тешко. Већина парализованим мишића може и даље радити, али њихова веза у мозгу је изгубљено, тако да не добијете упутства за акцију. Нажалост, лекари још увек нису научили да се обнови повреда кичмене мождине, али постоји решење. Можемо добити око њега и да дају упутства за мишиће вештачки. Кроз развој технологије за читање и тумачење активности мозга, ова упутства може доћи директно из главе пацијента.

Можемо учинити Парализед мишића да раде тако што стимулише своје електроде распоређених у њима или око нерава који их снабдевају. Ова технологија је позната као "функционалне електричне стимулације." Може се користити не само за Помоћ парализован кретања људи, али и да поврати функција бешике, да подстакне ефикасну кашаљ, као и за ублажавање бола. Ова технологија може направити велику разлику у животима особа са повредом кичмене мождине.

Студија истраживача

Димитар Бланц и њене колеге раде на томе како да комбинује ову технологију са сложеним скупом инструкција потребних за рад једном руком. Ако желите да покупи шољу чаја, што је неопходно да се стимулише мишиће, када и колико? Ова упутства су веома сложена, а не само због великог броја мишића који су овде укључени. Чим пијете чај, упутства променили, јер ће тежина чаше смањити. Да би се то нешто друго, на пример, сцратцх нос, инструкције ће бити потпуно другачија.

Уместо да једноставно тестирање различитих упутства о паралисан мишића, у нади да ће пронаћи оне који раде, истраживачи су користили компјутерске моделе мишићно-коштаног система да их израчунати. Ови модели су математички опис како су мишићи, кости и зглобови раде током покрета. У симулацији, могуће је да се мишићи јачи или слабији, парализован или стимулисани напољу. Због тога је могуће брзо и безбедно тестирање различитих пулс обрасце за процене које су више успеха.

моделирање мишића

Да би тестирали технологију, научници усађена 24 електроде у мишићима и нервима учесника студије. Они користе симулацију да одлучи где да постави електроде, јер Парализед мишићи више од електрода у модерним системима функционалне електричне стимулације.

Ако сте имали избор, шта боље стимулисати мишиће: субсцапуларис или периосталног? Ако је потребно да се подстакне помоћни нерв, где желите да поставите електроде? Да одговори на ова тешка питања, истраживачи су користили симулацију са различитих скупова електрода, и изаберите онај који је омогућио модел рачунара да би најефикаснији покрет.

Тренутно тим ради на руци који стабилизује мишићну групу, рекао ротирајуће феруле. Ако су упутства која сте добили за то, погрешна рука може искочити из рамена. Зато компјутерске симулације су неопходне у овој студији. Да би ови експерименти учесницима нико не би усудио.

нови изазови

Знају како да активирате парализован мишиће да производе корисне саобраћаја - то је само пола проблема. Научници такође треба да одлучи у ком тренутку да активира мишиће, на пример, када корисник жели да покупи неки објекат. Једна од опција - је пренос ових информација директно из мозга. Недавно, истраживачи из САД користи имплант за слушање појединачних ћелија у мозгу парализоване особе. Од разних покрета у вези са различитим облицима активности мозга, учесник може да изабере једну од шест унапред програмирана покрета, који су затим генерише стимулише мишиће руку.

мозак читање

Иако је ово узбудљиво корак напред у области нервних протетике, многи проблеми остају нерешени. У идеалном случају, мозак импланти треба да раде деценијама. Али, у овом тренутку је тешко снимити чак и сигнале који су потребни у року од неколико недеља, тако да ови системи морају бити редовно калибрисан. Користећи нове дизајне импланте или различитих можданих сигнала може побољшати дугорочну стабилност.

Поред тога, импланти слушају само мали део од милиона ћелија које контролишу наше удове, тако да је опсег покрета може бити прилично ограничен. Међутим, контрола мозга роботских екстремитета са одређеним степеном слободе увек није направљен и могућностима ове технологије се брзо развијају.

Технологија будућности

Коначно, глатка, без напора покрет који опажамо као нешто узима здраво за готово, су вођени богатом чулном повратне система који говори мозак где наше руке, и када наши прсти додирују објекте. Ови сигнали могу бити изгубљена након повреде, тако да су истраживачи су такође радили на мозгу имплантатима која враћа осећај и покрет.

Неки научници верују да је мозак читање технологија може помоћи људима да ефикасније функционисати у интеракцију са компјутерима, мобилним телефонима, па чак и директно из мозга других људи. Међутим, сада остаје у домену научне фантастике, а мозак контроле за медицинска употреба је брзо постаје клинички реалност.