Paano nakatutulong ang mga aparatong bionic na 'control-mind' na lumalakad sa quadriplegics

Ang utak ng implant ay nagpapadala ng mga senyas sa anumang bagay mula sa isang bionic prosthetic limb, sa isang buong katawan na 'exoskeleton'

Ang pag-unlad ng "mind-control" bionic na aparato ay lumipat ng isa pang hakbang na mas malapit ngayon sa paglalathala ng isang Nature Biotechnology na papel naglalarawan kung paano ang isang maliit, 3cm-haba na stent na naglalaman ng 12 electrodes ay maaaring makatulong sa isang araw na matulungan ang mga taong nabubuhay sa pinsala sa gulugod sa paglalakad na may lakas ng pag-iisip.

Ang aparato, na tinatawag na "stentrode", ay ipinasok sa jugular vein sa leeg at itinulak ang ugat hanggang sa maabot ang cortex ng utak ng utak, na responsable para sa aktibidad ng kalamnan.

Ako ay bahagi ng koponan ng 39-person na bumubuo at sumusubok sa aparato, at nagpaplano kami ngayon ng isang klinikal na pagsubok sa susunod na taon sa Victoria.

Paano ito gumagana?

Ang posisyon ng stentrode, sa tabi ng cortex ng motor, ay pinapayagan itong makatanggap ng mga neural signal na nagsisimula ng paggalaw. Ipinapadala nito ang mga signal na iyon ng 12 microleads sa isang interface ng computer.


 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

Ang University of Melbourne. pinagmulan

Dito, ang mga senyas ay isinalin sa impormasyon na maaaring manipulahin ang anumang bagay mula sa isang bionic prosthetic limb sa isang buong katawan ng exoskeleton, isang transpormador na uri ng panlabas na balangkas.

Ang gawain ay bumubuo sa nakaraang pananaliksik, na sa 2002 natagpuan ang mga unggoy ay maaaring ilipat ang isang computer cursor na may lakas ng pag-iisip. Ito ay nagpakita na ito ay posible sa teoretikal na kontrolin ang isang bionic limb gamit ang nag-iisa.

Susunod, ang mga mananaliksik ay gumagamit ng mga aparato ng elektrod, tulad ng Ang array ng electrode ng Utah, at ipinagpapatuloy ang operasyon sa ilalim lamang ng bungo sa cortex sa mga tao. Ang mga aparato na ito ay gumawa ng mga kamangha-manghang mga resulta, kabilang ang kakayahan para sa mga pasyente na paralisado upang mapatakbo ang isang malayong bionic limb, ganap na nahihiwalay sa katawan, at kumuha ng isang paghigop ng kape. Ang mga aparato na ito ay binuo pa rin ng isang kumpanya na tinatawag BrainGate.

Gayunpaman, ang pagpasok ng mga aparatong ito ay nangangailangan ng mga pangunahing operasyon sa utak na nagdadala ng mga panganib ng impeksyon, at pagtanggi ng immune. Ang Surgically implanted electrode arrays ay maaari ring maging sanhi ng pamamaga ng utak at magdusa ng kalidad ng marawal na kalidad ng signal sa loob ng anim na buwan sa isang taon.

Ang stentrode ay naglalayong pagtagumpayan ang mga problemang ito. Sa pamamagitan ng pag-upo sa loob ng vasculature ng utak, ang stentrode ay maaaring isama sa dingding ng sisidlan, na pinoprotektahan ito mula sa mga selula ng resistensya sa utak. Ang aming preclinical na pag-aaral ay nagpapakita na ang utak signal ang stentrode pick up talagang maging mas malinis at mas malakas sa oras habang nagaganap ang pagsasama ng daluyan ng dugo na ito.

Susunod na hakbang: pagtatanim ng mga pasyente

Ang mga unang pasyente na makatanggap ng mga implant ng stentrode ay ang mga taong nakaranas ng pinsala sa gulugod at natapos sa quadriplegia.

Bago matanggap ang implant, ang mga pasyente ay sumasailalim sa pag-scan ng MRI. Hihilingin silang isipin na ilipat ang kanilang braso pakaliwa at kanan, pataas at pababa, at isipin ang paglipat ng kanilang kamay patungo sa mga target sa isang computer screen.

Magbubuo ito ng isang virtual na mapa ng cortex ng motor na maaaring pakay ng mga siruhano sa panahon ng operasyon ng stentrode implantation, upang matiyak na ang overlay ng aparato ay naaangkop na rehiyon ng cortex ng motor.

Pagkatapos ang sariling utak ng pasyente ay magsisimula ng isang paradigma sa pag-aaral, na halos kapareho sa pag-aaral upang maglaro ng isang instrumento, o isang bagong kasanayan sa motor. Ang mga neuron sa cortex ng motor ay sunog bilang tugon sa pag-iisip ng isang pasyente, na kung saan ay isasalin sa isang paggalaw ng isang cursor, bionic limb, o exoskeleton.

Sa una ang mga paggalaw na ito ay magiging masigla, hindi nakakaugnay at makagawa ng hindi tamang kinalabasan. Ngunit sa pamamagitan ng isang proseso ng pagsubok at pagkakamali, ang mga pag-aari ng neuroplastika ng utak ay papayagan itong pinoin ang aktibidad na neural, sa kalaunan pinapayagan ang mga naka-coordinate na aktibidad tulad ng pag-inom ng kape, o paglalakad sa tulong ng isang exoskeleton.

Iba pang mga posibleng gamit

Ang mataas na branched vascular system ng utak ay nangangahulugang ang stentrode ay maaaring madeposito sa iba pang mga vessel upang gamutin ang iba't ibang mga sakit.

Ito ay may potensyal na hulaan ang mga epileptikong seizure, halimbawa, kung nakalagay sa rehiyon ng utak na nagbibigay ng pagtaas sa mga seizure. Ang aktibidad ng neural ng utak ay nagbabago sa mga mahuhulaan na paraan bago ang simula ng isang pag-agaw. Maaaring kunin ng stentrode ang mga ito ng mga senyas na babala sa kwento, inaalerto ang pasyente na itigil ang anumang mga aktibidad na ilagay sa panganib o sa iba pa, tulad ng pagmamaneho o paglangoy.

Ang stentrode ay maaari ding magamit bilang isang aparato ng neurostimulation. Kasalukuyang mga therapy para sa sakit na Parkinson ay may kasamang malalim na utak na pagpapasigla (DBS) upang palabasin ang dopamine na kinakailangan para sa makinis, coordinated na paggalaw. Ang paggamit ng stentrode bilang isang alternatibong stimulator ay magpapagaan ng mga panganib ng implanting stimulators na malalim sa utak.

Ang aparato ay maaari ring tulungan ang mga taong may sakit na neuron ng motor (MND) na ninakawan ng kakayahang ilipat, makipag-usap, kumain at sa huli ay huminga. Sa yugto kung saan nawalan ng kakayahang makipag-usap ang mga tao, maaaring magamit ang stentrode upang magbigay ng isang interface para sa mga tao upang makontrol ang isang computer. Bibigyan sila ng mahalagang buwan o taon kung saan maaari silang magpatuloy na makipag-usap sa kanilang mga mahal sa buhay.

Ang unang mga pagsubok sa klinikal na in-human na stentrode ay naka-iskedyul para sa 2017. Sa sandaling nakikita namin ang mga inaasahang resulta, inaasahan namin na ang isang magagamit na komersyal na bersyon ng teknolohiya ay magagamit sa unang kalahati ng 2020.

Samantala, ang isang layunin ay upang magdagdag ng maraming mga electrodes, na nagpapahintulot sa mas pinong kontrol para sa mga paralisadong pasyente na hindi lamang lumakad muli, ngunit makakuha ng pinong paggalaw ng daliri. Maaari ba nating makita ang isang araw na "paralisado" na violin virtuoso? Pwede nating subukan.

enclosures

  1. ^ ()

Tungkol sa Ang May-akda

Clive May, Propesor ng Neurophysiology, Florey Institute of Neuroscience at Mental Health

Lumitaw Sa Pag-uusap

Mayo Mo Bang Gayundin

MAAARING WIKA

Ingles Aprikaans Arabe Chinese (Simplified) Intsik (Tradisyunal) Danish Olandes Pilipino finnish Pranses Aleman Griyego Hebrew Hindi Hanggaryan Indonesiyo Italyano Hapon Koreano malay Norwegian Persyano ng Poland Portuges Rumano Ruso Espanyol Swahili Suweko Thai Turko Ukranyo Urdu Vietnamese

sundin ang InnerSelf sa

facebook icontwitter iconicon youtubeicon ng instagramicon ng pintresticon ng rss

 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

New Attitudes - New Possibilities

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Karapatang magpalathala © 1985 - 2021 InnerSelf Lathalain. Lahat ng Mga Karapatan.