Jak mozkové implantáty mohou pomoci lidem ochrnul

Dokonce i takový jednoduchý pohyb zvedacích šálek čaje, vaše tělo potřebuje hodně akce. Svaly rukou, musí pracovat, aby ji přesunout do šálku. Svaly dlaně by měly být otevřené, takže můžete pochopit pohár, a pak zavřel prsty, aby ji zadržet. Poté ramenní svaly musí držet za ruku, takže to není kolísat z důvodu zvýšení hmotnosti poháru. Všechny tyto svaly mají pracovat přesně a koordinovaně, když si myslíte, že jste právě vaří čaj sám.

Jak získám ochrnutý svaly?

Proto, aby se ochrnuté končetiny posunout zase tak těžké. Většina z paralyzované svaly mohou fungovat i nadále, ale jejich propojení do mozku bylo ztraceno, a tak nemají dostat instrukce pro akci. Bohužel, lékaři dosud naučil obnovit poranění míchy, ale existuje řešení. Můžeme se dostat kolem ní a dávat pokyny ke svalům uměle. Prostřednictvím rozvoje technologií pro čtení a interpretaci mozkovou činnost, tyto pokyny jeden může přijít přímo z hlavy pacienta.

Můžeme udělat paralyzované svaly pracovat tím, že stimuluje jejich elektrod umístěných v nich nebo kolem nervů, které jim dodávají. Tato technologie je známý jako „funkční elektrické stimulace.“ Lze jej použít nejen na pomoc ochrnuté lidi k pohybu, ale také k obnovení funkce močového měchýře, která stimulují efektivní kašel, stejně jako pro úlevu od bolesti. Tato technologie může udělat velký rozdíl v životech lidí s poraněním míchy.

Studie výzkumníků

Dimitar Blanc a její kolegové pracují na tom, jak kombinovat tuto technologii s komplexní sadou instrukcí potřebných pro provoz jednou rukou. Chcete-li vyzvednout šálek čaje, který je nezbytný pro stimulaci svalů, kdy a kolik? Tyto pokyny jsou velmi složité, a to nejen z důvodu velkého počtu svalů, které jsou zde zapojeny. Jakmile budete pít čaj, pokyny změnily, protože váha poháru se bude snižovat. Aby bylo možné udělat něco jiného, například poškrábání nos, bude instrukce být úplně jinak.

Spíše než jednoduše testování různých pokynů paralyzované svaly v naději, že najít ty, které pracují výzkumníci používají počítačové modely svalové a kosterní soustavy pro jejich výpočet. Tyto modely jsou matematický popis, jak jsou svaly, kosti a klouby pracují při pohybech. V simulaci, je možné, aby se svaly silnější nebo slabší, ochrnutý nebo stimulovány venku. Z tohoto důvodu je možné rychle a bezpečně vyzkoušet různé vzory pulzní vidět ty, které jsou úspěšnější.

modelování svalů

Chcete-li vyzkoušet tuto technologii, vědci implantovat elektrody 24 do svalů a nervů účastníků studie. Oni používali simulaci rozhodnout, kam umístit elektrody, protože ochrnul svaly více než elektrodami v moderních systémech funkční elektrické stimulace.

Pokud jste měli na výběr, co se lépe stimulovat svaly: subscapularisu nebo periostálního? Je-li nutné stimulovat axilární nerv, kde chcete umístit elektrodu? Chcete-li odpovědět na tyto složité otázky, vědci použili simulaci s různými sadami elektrod, a vybrat ten, který umožnil počítačový model, aby nejefektivnější pohyb.

V současné době tým pracuje na rameno, které stabilizuje svalovou skupinu, přičemž uvedené rotující ochranný kroužek. V případě, že pokyny, které se k ní dostanete, špatný ruka může vyskočit z ramene. To je důvod, proč počítačové simulace jsou nepostradatelné v této studii. K tomu, aby tyto účastníky experimenty nikdo neodvážil.

nové výzvy

Vědět, jak aktivovat svaly paralyzovány k získání užitečných provoz - to je jen polovina problému. Vědci také muset rozhodnout, v jakém čase aktivovat svaly, například, když uživatel chce zvednout objekt. Jednou z možností - je přenos těchto informací přímo z mozku. V poslední době se vědci z USA používá implantátu pro poslech jednotlivých buněk v mozku ochrnutého člověka. Vzhledem k tomu, různých pohybů spojených s různými formami mozkovou činnost, může účastník zvolit jeden z šesti předprogramovaných pohybů, které pak byly generovány stimulací svalů ruky.

mozek čtení

I když je to vzrušující krok vpřed v oblasti neuronových protetice, řada problémů přetrvává. V ideálním případě mozkové implantáty by měl fungovat pro mnoho dekád. Ale v tuto chvíli je obtížné zaznamenat i signály, které jsou potřebné během několika týdnů, aby se tyto systémy musí být pravidelně kalibrovány. Pomocí nové vzory implantáty nebo různých mozkových signálů může zlepšit dlouhodobou stabilitu.

Kromě toho implantáty poslouchat pouze malý zlomek z milionů buněk, které kontrolují naše končetiny, takže rozsah pohybu může být dosti omezené. Nicméně, kontrola mozkových robotických končetin s určitým stupněm volnosti dosud nebyla provedena a možnosti této technologie se rychle vyvíjejí.

technologií budoucnosti

Konečně, hladké, bez námahy hnutí, které vnímáme jako něco považovat za samozřejmé, jsou vedeny bohatou senzorického systému zpětné vazby, která říká mozek, kde naše ruce, a když se naše prsty dotknout objekty. Tyto signály mohou být po úrazu ztratil, takže vědci jsou také pracují na mozku implantáty, které mohou obnovit pocit a pohybu.

Někteří vědci se domnívají, že tato technologie mozek čtení může pomoci lidem efektivněji pracuje tak, že interagují s počítači, mobilními telefony a dokonce i přímo z mozků jiných lidí. Nyní však zůstává v říši science fiction, zatímco ovládací prvky mozku pro lékařské účely se rychle stává klinickou realitou.