211service.com
Paralyžiuotų galūnių pažadinimas
Beždžionė su paralyžiuota ranka vis tiek gali sugriebti kamuolį dėl naujos sistemos, skirtos smegenų signalus paversti sudėtingais raumenų judesiais realiuoju laiku. Tyrimas, pristatytas Neurologijos draugijos konferencija Šią savaitę Čikagoje galėtų vieną dieną leisti žmonėms, patyrusiems nugaros smegenų pažeidimą, valdyti savo galūnes.
Beždžionė galvoja, beždžionė daro: Implantuotais elektrodais paverčiant elektrinius signalus iš beždžionės smegenų į raumenų susitraukimus, gyvūnas su paralyžiuota ranka sugebėjo sugriebti kamuolį.
Tai didelis šuolis į priekį – jie rodo, kad beždžionė gali dirbtinai sutraukti ranką, kad iš tikrųjų paimtų kamuolį. Krišna Šenojaus , Stanfordo universiteto neurologas. Manau, kad tai pirmasis žievės valdomos elektrinės stimuliacijos sistemos, atliekančios užduotį, kuri galiausiai būtų naudinga žmogui, demonstravimas.
Nors dėl nugaros smegenų pažeidimo smegenų elektriniai signalai nepasiekia raumenų, žmonių, kuriuos paralyžiavo šie sužalojimai, galūnių nervai ir raumenys dažnai būna nepažeisti. Metodas, vadinamas funkcine elektrine stimuliacija (FES), kai implantuoti elektrodai tiekia elektros srovę, kad sukeltų raumenų susitraukimus, yra būdas iš naujo prijungti šią kilpą.
Prietaisus, galinčius atkurti rankų funkciją ir šlapimo pūslės kontrolę kai kuriems paralyžiuotiems pacientams, jau patvirtino JAV maisto ir vaistų administracija. Pacientai naudoja liekamuosius raumenų judesius, kad sąmoningai valdytų šias sistemas – sistemą, kuri gerai veikia kai kuriose srityse, tačiau riboja judesio, kurį galima atlikti, sudėtingumą. Pavyzdžiui, FES prietaisas leidžia žmonėms gūžčioti pečiais, kad sugriebtų ranką, tačiau jie negali kontroliuoti, kaip tvirtai suimti.
Dabar, suporuodami FES technologiją su smegenų implantais, mokslininkai bando sukurti intuityvesnę paralyžiuotų galūnių valdymo sistemą, kad mąstymas apie rankos judinimą ar sugriebimą ranka būtų automatiškai paverstas elektrine veikla, reikalinga tam atlikti. judėjimas. Tai daug natūralesnė, o jei sugebėsite iššifruoti pakankamai raumenų aktyvumą, galėtumėte vienu metu pajudinti kelis sąnarius. Robertas Kiršas , Case Western Reserve universiteto Cleveland, OH, neurologas. Įprastas rankų ir rankų judesys apima skysčių kelių sąnarių judėjimą, o ne ribotus judesius, įmanomus šiandien.
Christian Ethier, neurologo tyrinėtojas Lee Milleris Šiaurės vakarų universiteto Čikagoje laboratorija parodė pirmuosius žingsnius link tokios sistemos beždžionėms. Tyrėjai kiekvienai beždžionei skyrė vietinį anestetiką, kad laikinai blokuotų jos rankos lenkiamųjų nervų funkciją. Gyvūnams į rankas buvo implantuoti laidai, kurie elektros stimulą suteiktų raumenims, panašiai kaip ir nervai, ir į smegenis buvo implantuotas elektrodų rinkinys, fiksuojantis motorinės žievės elektrinį aktyvumą.
Beždžionės pirmiausia buvo išmokytos paimti kamuolį ir įdėti jį į duobutę, kad gautų atlygį. Naudodami smegenų veiklą, užfiksuotą atliekant šią užduotį, mokslininkai sukūrė specializuotus dekodavimo algoritmus, kurie paverstų smegenų veiklą, susijusią su skirtingų raumenų judėjimu, į elektrinį dirgiklį kiekvienam iš penkių rankos lenkiamųjų raumenų realiuoju laiku, kad beždžionė galėtų suimti jos ranką. . Galime numatyti, ką beždžionė bando daryti su savo raumenimis, ir atitinkamai stimuliuoti raumenis, iš esmės suteikdami beždžionei savanorišką kontrolę per kompiuterį, o ne nervus, sako Milleris.
Įprastai, esant paralyžiuotai rankai, gyvūnams buvo sunku atlikti užduotį – kamuolys į taikinį patekdavo tik apie 10 procentų laiko, o prieš nervų blokadą – 100 procentų. Įjungus smegenų valdomą FES sistemą, paralyžiuotų gyvūnų sėkmės rodiklis padidėjo iki 77 proc. Tyrėjai taip pat parodė, kad jie gali priversti beždžionę pajudinti riešą įvairiomis kryptimis – dabar jie nori sužinoti, ar jie gali pakartoti rezultatus su raumenimis, kurie kontroliuoja siekimą.
Bandymai su žmonėmis gali būti toli. Žievės implantai jau bandomi su žmonėmis. Case Western's Kirsch konferencijoje pristatė tyrimą, rodantį, kad paralyžiuotas pacientas su žievės implantu gali valdyti sudėtingą kompiuterinį rankos modelį. Kirschas ir Milleris dar neturi konkretaus termino, kaip sujungti dvi sistemas – žievės implantą ir FES implantą – žmonėms, tačiau Milleris teigia, kad tai būtų techniškai įmanoma per metus. Tačiau jie nori palaukti, kol mokslininkai sukurs belaidę ir visiškai implantuojamą žievės implanto versiją, kuri šiuo metu Brauno universitete dar nepakankamai išvystyta. Dabartiniai implantai turi išsikišusius laidus, kurie padidina infekcijos riziką ir riboja pacientų mobilumą.
Ankstesni tyrimai parodė, kad pacientai su šiais implantais gali valdyti kompiuterio žymeklį ir atlikti kai kuriuos judesius roboto ranka. Nors šis tyrimas yra įdomus žmonėms, kurių galūnės buvo amputuotos, naujas tyrimas taikomas pacientams, sergantiems nugaros smegenų pažeidimu. Daugelis žmonių labai norėtų, kad jų ranka būtų kaip nors reanimuota, sako Shenoy. Tai didelis žingsnis į priekį šiai pacientų grupei.