211service.com
Paralizētu ekstremitāšu pamošanās
Pērtiķis ar paralizētu roku joprojām var satvert bumbu, pateicoties jaunajai sistēmai, kas paredzēta smadzeņu signālu pārvēršanai sarežģītās muskuļu kustībās reāllaikā. Pētījums, kas tika prezentēts Neiroloģijas biedrības konference Šonedēļ Čikāgā varētu kādu dienu ļaut cilvēkiem ar muguras smadzeņu traumu kontrolēt savas ekstremitātes.
Pērtiķis domā, mērkaķis dara: Pārvēršot elektriskos signālus no pērtiķa smadzenēm muskuļu kontrakcijās, izmantojot implantētus elektrodus, dzīvnieks ar paralizētu roku varēja satvert bumbu.
Tas ir liels lēciens uz priekšu — tie parāda, kā pērtiķis izmanto spēju mākslīgi savilkt roku, lai faktiski paceltu bumbu, saka Krišna Šenojs , Stenfordas universitātes neirozinātnieks. Es domāju, ka šī ir pirmā kortikāli kontrolētas elektriskās stimulācijas sistēmas demonstrācija, kas veic uzdevumu, kas galu galā būtu noderīgs cilvēka pacientam.
Lai gan muguras smadzeņu traumas neļauj smadzeņu elektriskajiem signāliem sasniegt muskuļus, cilvēkiem, kurus paralizējušas šīs traumas, ekstremitāšu nervi un muskuļi bieži vien ir neskarti. Paņēmiens, ko sauc par funkcionālo elektrisko stimulāciju (FES), kurā implantēti elektrodi piegādā elektrisko strāvu, lai izraisītu muskuļu kontrakcijas, nodrošina veidu, kā atjaunot šo cilpu.
Ierīces, kas dažiem paralizētiem pacientiem var atjaunot rokas darbību un urīnpūšļa kontroli, jau ir apstiprinājusi ASV Pārtikas un zāļu pārvalde. Pacienti izmanto atlikušās muskuļu kustības, lai apzināti kontrolētu šīs sistēmas – sistēmu, kas labi darbojas dažos gadījumos, bet ierobežo veicamo kustību sarežģītību. Piemēram, FES ierīce ļauj cilvēkiem paraustīt plecus, lai ar roku veiktu satveršanas kustību, taču viņi nevar kontrolēt, cik cieši jāsatver.
Tagad, savienojot FES tehnoloģiju ar smadzeņu implantiem, zinātnieki cenšas izveidot intuitīvāku sistēmu paralizētu ekstremitāšu kontrolei, lai domas par rokas pārvietošanu vai satveršanu ar roku automātiski tiktu pārvērstas elektriskās aktivitātes modelī, kas nepieciešama, lai veiktu šo darbību. kustība. Tas ir daudz dabiskāk, un, ja jūs varat atšifrēt aktivitāti pietiekami daudzos muskuļos, jūs varētu vienlaikus kustināt vairākas locītavas, saka. Roberts Kiršs , neirozinātnieks Case Western Reserve universitātē Klīvlendā, OH. Parasta roku un roku kustība ietver vairāku locītavu plūstošu kustību, nevis mūsdienās iespējamās ierobežotās kustības.
Kristians Etjērs, neirozinātnieka pētnieks Lī Milleram Čikāgas Ziemeļrietumu universitātes laboratorija ir parādījusi pirmos soļus uz šāda veida sistēmu pērtiķiem. Pētnieki katram pērtiķim iedeva vietējo anestēzijas līdzekli, lai īslaicīgi bloķētu roku saliecējnervu darbību. Dzīvniekiem rokās bija implantēti vadi, lai sniegtu elektrisku stimulu muskuļiem, līdzīgi kā to darītu nervi, un smadzenēs tika implantēts elektrodu klāsts, lai reģistrētu motorās garozas elektrisko aktivitāti.
Vispirms pērtiķi tika apmācīti paņemt bumbu un ielikt to bedrē, lai nopelnītu atlīdzību. Izmantojot šī uzdevuma laikā reģistrēto smadzeņu darbību, zinātnieki izstrādāja specializētus dekodēšanas algoritmus, kas ar dažādu muskuļu kustību saistīto smadzeņu darbību pārvērstu par elektrisku stimulu katram no pieciem rokas saliecēja muskuļiem reāllaikā, ļaujot pērtiķim satvert savu roku. . Mēs varam paredzēt, ko pērtiķis mēģina darīt ar saviem muskuļiem, un attiecīgi stimulēt muskuļus, būtībā dodot pērtiķim brīvprātīgu kontroli caur datoru, nevis nervus, saka Millers.
Parasti ar paralizēto roku dzīvniekiem bija grūti izpildīt uzdevumu, bumbiņu mērķī trāpot tikai aptuveni 10 procentus laika, salīdzinot ar 100 procentiem pirms nervu blokādes. Ieslēdzot smadzeņu kontrolēto FES sistēmu, paralizēto dzīvnieku panākumu līmenis palielinājās līdz 77 procentiem. Pētnieki arī parādīja, ka viņi varētu likt pērtiķim kustināt plaukstas locītavu dažādos virzienos — tagad viņi vēlas redzēt, vai viņi var atkārtot rezultātus ar muskuļiem, kas kontrolē sasniedzamību.
Cilvēku testi varētu nebūt tālu. Kortikālie implanti jau tiek pārbaudīti cilvēkiem. Case Western Kirsch konferencē prezentēja pētījumu, kas parāda, ka paralizēts pacients ar kortikālo implantu var kontrolēt sarežģītu rokas datormodeli. Kiršam un Milleram vēl nav konkrēta laika grafika, kā cilvēkiem apvienot abas sistēmas – kortikālo implantu un FES implantu, taču Millers saka, ka tas būtu tehniski iespējams pēc gada. Tomēr viņi vēlas pagaidīt, līdz zinātnieki būs izstrādājuši bezvadu un pilnībā implantējamu kortikālā implanta versiju, kas šobrīd Brauna universitātē nav pietiekami attīstīta. Pašreizējiem implantiem ir izvirzīti vadi, kas palielina infekcijas risku un ierobežo pacientu mobilitāti.
Iepriekšējie pētījumi liecina, ka pacienti ar šiem implantiem var kontrolēt datora kursoru un veikt dažas kustības ar robotu roku. Lai gan šis pētījums ir aizraujošs cilvēkiem, kuru ekstremitātes ir amputētas, jaunais pētījums ir piemērojams pacientiem ar muguras smadzeņu traumu. Daudzi cilvēki ļoti vēlētos, lai viņu roka kaut kādā veidā tiktu reanimēta, saka Šenojs. Tas ir liels solis uz priekšu šai pacientu grupai.