Bagaimana implan otak boleh membantu orang lumpuh

Walaupun apa-apa pergerakan yang mudah seperti mengangkat secawan teh, badan anda memerlukan banyak tindakan. Otot-otot tangan mesti berusaha untuk bergerak ke cawan. Otot-otot tapak tangan harus terbuka, supaya anda boleh memahami cawan, dan kemudian tutup jarinya sekitar untuk memegang kembali. Kemudian, otot bahu mesti memegang tangan supaya ia tidak bergoyang kerana berat tambahan cawan. Semua otot ini perlu bekerja dengan tepat dan secara terselaras, semasa anda fikir anda baru sahaja dibancuh teh sendiri.

Bagaimana saya boleh mendapatkan otot lumpuh?

Itulah mengapa untuk membuat anggota badan yang lumpuh bergerak lagi keras. Kebanyakan otot lumpuh masih boleh bekerja, tetapi hubungan mereka ke otak telah hilang, sehingga mereka tidak mendapat arahan untuk tindakan. Malangnya, doktor belum lagi belajar untuk memulihkan kecederaan saraf tunjang, tetapi ada penyelesaian. Kita boleh mendapatkan sekitar dan untuk memberi arahan kepada otot secara buatan. Melalui pembangunan teknologi untuk membaca dan tafsiran aktiviti otak, arahan ini seorangpun yang dapat datang secara langsung dari kepala pesakit.

Kita boleh membuat otot lumpuh untuk bekerja dengan merangsang elektrod mereka dilupuskan dalam diri mereka atau di sekitar saraf yang membekalkan mereka. Teknologi ini dikenali sebagai "rangsangan elektrik berfungsi." Ia boleh digunakan bukan sahaja untuk membantu mereka yang lumpuh untuk bergerak, tetapi juga untuk memulihkan fungsi pundi kencing, untuk merangsang batuk berkesan, dan juga untuk menghilangkan rasa sakit. Teknologi ini boleh membuat perbezaan yang besar kepada kehidupan orang-orang dengan kecederaan saraf tunjang.

Satu kajian oleh penyelidik

Dimitar Blanc dan rakan-rakannya sedang berusaha bagaimana untuk menggabungkan teknologi ini dengan satu set kompleks arahan yang diperlukan untuk mengendalikan satu tangan. Jika anda mahu mengambil secawan teh, yang adalah perlu untuk merangsang otot, bila dan berapa banyak? Arahan ini adalah sangat kompleks, dan bukan sahaja kerana bilangan besar otot yang terlibat di sini. Sebaik sahaja anda minum teh, arahan telah berubah, kerana berat cawan akan berkurangan. Dalam usaha untuk melakukan sesuatu yang lain, sebagai contoh, menggaru hidung, arahan akan benar-benar berbeza.

Bukan sekadar menguji pelbagai arahan kepada otot lumpuh, dengan harapan untuk mencari orang-orang yang bekerja, penyelidik menggunakan model komputer sistem otot untuk mengira mereka. Model-model ini adalah huraian matematik bagaimana otot, tulang dan sendi beroperasi semasa pergerakan. Dalam simulasi, ia adalah mungkin untuk membuat otot lebih kuat atau lemah, lumpuh atau dirangsang luar. Oleh itu ia adalah mungkin untuk dengan cepat dan selamat menguji corak nadi yang berbeza untuk melihat mana yang lebih berjaya.

pemodelan otot

Untuk menguji teknologi, saintis diimplan 24 elektrod di dalam otot dan saraf daripada peserta kajian. Mereka menggunakan simulasi untuk membuat keputusan di mana untuk meletakkan elektrod, kerana otot lumpuh lebih daripada elektrod dalam sistem moden rangsangan elektrik berfungsi.

Jika anda mempunyai pilihan, apa yang lebih baik merangsang otot: subscapularis atau periosteal? Jika ia adalah perlu untuk merangsang saraf axillary, di mana anda mahu untuk meletakkan elektrod? Untuk menjawab soalan-soalan yang sukar, penyelidik menggunakan simulasi dengan set elektrod, dan memilih salah satu yang membenarkan model komputer untuk membuat pergerakan yang paling berkesan.

Pada masa ini pasukan itu bekerja pada lengan yang stabil kumpulan otot, ferrule berputar tersebut. Jika arahan yang anda mendapatkan kepadanya, tangan yang salah boleh melompat keluar dari bahu. Itulah sebabnya simulasi komputer sangat diperlukan dalam kajian ini. Untuk meletakkan ini peserta eksperimen yang tidak akan berani.

cabaran baru

Tahu bagaimana untuk mengaktifkan otot lumpuh untuk menghasilkan lalulintas berguna - ini adalah hanya separuh masalah tersebut. Para saintis juga perlu membuat keputusan apa masa untuk mengaktifkan otot, sebagai contoh, apabila pengguna mahu mengambil objek. Salah satu pilihan - adalah penghantaran maklumat ini secara langsung dari otak. Baru-baru ini, penyelidik dari Amerika Syarikat digunakan implan untuk mendengar sel individu di dalam otak seseorang yang lumpuh. Sejak pelbagai pergerakan yang dikaitkan dengan pelbagai bentuk aktiviti otak, peserta boleh memilih salah satu daripada enam pergerakan pra-diprogramkan, yang kemudiannya dihasilkan dengan merangsang otot-otot tangan.

membaca otak

Walaupun ini adalah satu langkah yang menarik ke hadapan dalam bidang prostetik neural, banyak masalah masih tidak dapat diselesaikan. Sebaik-baiknya, implan otak perlu bekerja untuk beberapa dekad. Tetapi pada masa ini ia adalah sukar untuk merakam walaupun isyarat yang diperlukan dalam masa beberapa minggu, supaya sistem ini hendaklah sentiasa ditentukur. Menggunakan reka bentuk baru implan atau isyarat otak yang berbeza boleh meningkatkan kestabilan jangka panjang.

Di samping itu, implan mendengar hanya sebahagian kecil daripada berjuta-juta sel yang mengawal anggota badan kita, jadi pelbagai gerakan boleh agak terhad. Walau bagaimanapun, kawalan otak kaki robot dengan tahap tertentu kebebasan lagi dibuat dan kemungkinan teknologi ini sedang membangun dengan pesat.

teknologi masa depan

Akhir sekali, licin, pergerakan tenaga yang kita anggap sebagai sesuatu yang diambil mudah, dipandu oleh sistem maklum balas deria yang kaya yang memberitahu otak di mana tangan kita, dan apabila jari kita menyentuh objek. Isyarat-isyarat ini mungkin hilang selepas kecederaan, jadi penyelidik juga sedang berusaha untuk implan otak yang boleh mengembalikan sensasi dan pergerakan.

Sesetengah saintis percaya bahawa teknologi bacaan otak boleh membantu orang ramai dengan lebih berkesan beroperasi untuk berinteraksi dengan komputer, telefon bimbit dan juga secara langsung dari otak orang lain. Walau bagaimanapun, kini ia masih dalam bidang fiksyen sains, manakala kawalan otak untuk aplikasi perubatan cepat menjadi realiti klinikal.