211service.com
Protezas pusiausvyrai
Įsivaizduokite pasaulį, kuriame žemė svyravo su kiekvienu žingsniu, kur negalėjai atskirti nuo apačios tamsiame kambaryje arba kur vaikščiojimas ant minkšto kilimo išmuš iš pusiausvyros. Tokia realybė žmonėms, kurie prarado vestibuliarinės sistemos, vidinės ausies, kuri kontroliuoja pusiausvyrą, funkciją.
Neurologai iš Masačusetso akių ir ausų ligoninės Bostone ruošiasi išbandyti naują protezą, kuris gali padėti. Per mėnesį, Danas Merfeldas perjungs eksperimentinio prietaiso jungiklį, implantuotą rezus beždžionei, kurios vestibuliarinė sistema buvo išjungta. Merfeldas ir jo bendradarbis Richardas Lewisas tikiuosi, kad prietaisas padės išlaikyti pusiausvyrą tai, ką kochlearinis implantas padarė klausai. Jei galime parodyti, kad galime pagerinti beždžionių pusiausvyrą, tai būtų stimulas pradėti klinikinius tyrimus, sako mokslininkas ir otoneurologas Lewisas (neurologas, kuris specializuojasi ausų ligų srityje).
Kochlearinis implantas – chirurginiu būdu implantuojamas elektroninis prietaisas, suteikiantis kurtiesiems garso pojūtį – iki šiol buvo sėkmingiausias nervinis protezas. Merfeldas, Lewisas ir kiti naudoja tam implantui sukurtas technologijas, kad sukurtų panašų vestibuliarinės sistemos protezą.
Vidinė ausis veikia kaip giroskopas. Trys statmenai orientuotos struktūros, vadinamos pusapvaliais kanalais, suvokia galvos orientaciją per skysčio judėjimą kanaluose. Nervai, sujungti su šiomis struktūromis, siunčia nervinių signalų traukinį į smegenis, kurios integruoja tą informaciją su vaizdiniais signalais ir kitais ženklais, kad išlaikytų pusiausvyrą ir stabilizuoja regėjimą – pavyzdžiui, kad mūsų akys būtų sutelktos į vieną tašką, kai einame, pašalindami nervingumą. , delninio fotoaparato efektą, kurį galėtume suvokti kitu atveju. Išnykus vestibuliariniam aparatui, gali kilti rimtų pusiausvyros problemų. Toks sutrikimas kartais yra šalutinis antibiotikų poveikis. Tai taip pat gali sukelti traumos, infekcijos ir kai kurios ligos. Pavyzdžiui, daugiau nei 500 000 asmenų Jungtinėse Valstijose kenčia nuo Menjero liga, ypač sekinančia vidinės ausies liga.
Sakoma, kad pacientams gali likti pusiausvyros sutrikimo simptomai, kurie kartais žaloja Timothy E. Hullaras otolaringologas Vašingtono universiteto Medicinos mokykloje Sent Luise. Kadangi esu gydytojas, turintis daug pacientų, kuriems buvo sutrikęs dvišalis vestibuliarinis aparatas, aš labai džiaugiuosi galvodama, kad po kelerių metų protezai gali būti gydymo alternatyva.
Dėl santykinio vestibuliarinės sistemos paprastumo jis yra idealus protezavimo tikslas. Pavyzdžiui, horizontaliai nukreiptas kanalas aptinka judesį į kairę-dešinę, pvz., neigiamą galvos purtymą. Prie šio kanalo prisijungę neuronai siunčia į smegenis elektros impulsus dideliu greičiu, kai galva pasisuka į kairę, ir mažu greičiu, kai sukasi į dešinę. Merfeldo protezas imituoja šią signalizacijos sistemą: ant galvos esantis judesio jutiklis matuoja sukimąsi, siunčia šią informaciją į mikroprocesorių, kuris ją paverčia elektriniais impulsais, kurie perduodami į vidinėje ausyje implantuotą elektrodą.
Ankstesni tyrimai parodė, kad prietaisas gali padėti voverėms beždžionėms, kurių dalis vestibuliarinės sistemos sutriko. Kai prietaisas buvo įjungtas, pagerėjo beždžionių vestibulokulinis refleksas, o tai reiškia, kad jos galėjo geriau išlaikyti akis stabilias, kol judėjo galvas. (Iki šiol mokslininkai savo protezu taikė tik į vieną kanalą. Kiti šioje srityje dirbantys mokslininkai taikėsi į visus tris graužikų kanalus.)
Dabar komanda nori nustatyti, ar prietaisas gali gydyti kitus vestibuliarinių sutrikimų simptomus, tokius kaip pusiausvyra ir suvokimas. (Smegenys naudoja informaciją iš vestibuliarinės sistemos, kad kontroliuotų tiek raumenis, kurie judina mūsų akis, tiek laikysenos raumenis, kurie mus laiko vertikaliai.)
Išmatuoti šiuos pojūčius buvo sunku net žmonėms. Mes valdome savo vestibuliarinę sistemą – skirtingai nei regėjimą ar klausą – dažniausiai nesąmoningai, todėl žmonėms sunku kiekybiškai pranešti, ką jie suvokia, sako Christopheris Plattas, kuris prižiūri pusiausvyros ir vestibuliarinius tyrimus. Nacionalinis kurtumo ir kitų komunikacijos sutrikimų institutas . Taigi Merfeldas ir Lewisas išbandys savo protezą rezus beždžionėje, kurią galima išmokyti atlikti sudėtingus tyrimus. Pavyzdžiui, norint patikrinti pusiausvyrą, gyvūnai mokomi stovėti su viena galūne ant kiekvienos iš keturių mažų platformų, kurios atskirai juda, sukurdamos žemės drebėjimo iliuziją. Tada mokslininkai išmatuoja gyvūno gebėjimą išlaikyti pusiausvyrą reaguojant į judesius. Norėdami išmatuoti suvokimą, gyvūnai mokomi pasukti vairą, kad vertikaliai nukreiptų liniją kompiuterio ekrane. Be kitų vaizdinių ženklų beždžionė ar asmuo, neturintis vestibuliarinės funkcijos, nukreips liniją tokiu pačiu kampu kaip ir galva.
Tai labai svarbu, nes tai reiškia, kad jie gali išbandyti beždžiones lygiai taip pat, kaip ir žmonėms, ir geriau įvertinti, kaip gerai veikia jų prietaisas, tikintis, kad jis gali būti pritaikytas žmonėms, sako Plattas.
Jei pradiniuose eksperimentuose viskas klostysis gerai, mokslininkai tikisi padidinti prietaiso sudėtingumą, nukreipiant į visus tris vidinės ausies kanalus ir galiausiai į kitas struktūras. Nei Merfeldo grupė, nei kiti šioje srityje dirbantys asmenys dar nenutaikė antrojo vestibuliarinių struktūrų rinkinio – otolitinių organų, kurie jaučia tiesinį galvos pagreitį.