Pag-ibig sa prosthetics

Ang mga butiki ay maaaring muling makabuo pagkatapos mawala ang kanilang mga buntot, at ang mga alimango ay maaaring muling makabuo pagkatapos mawala ang kanilang mga paa, ngunit kung ikukumpara sa mga tila "primitive" na mga hayop na ito, ang mga tao ay nawalan ng maraming kakayahang muling makabuo sa panahon ng ebolusyon. Ang kakayahang muling buuin ang mga limbs sa mga matatanda ay halos wala, maliban sa mga sanggol na maaaring muling makabuo kapag nawala ang kanilang mga daliri. Bilang resulta, ang kalidad ng buhay ng mga nawalan ng mga paa dahil sa aksidente o sakit ay maaaring lubhang maapektuhan, at ang paghahanap ng biological na kapalit ay naging isang mahalagang opsyon para sa mga doktor upang mapabuti ang buhay ng mga naputulan.

Noon pa noong sinaunang Ehipto, may mga talaan ng mga artipisyal na paa. Sa "The Sign of the Four" ni Conan Doyle, mayroon ding paglalarawan ng isang mamamatay-tao na gumagamit ng prosthetic limbs upang pumatay ng mga tao.

Ang ganitong mga prosthetics, gayunpaman, ay nagbibigay ng simpleng suporta ngunit malamang na hindi makabuluhang mapabuti ang karanasan sa buhay ng isang amputee. Ang mga magagandang prosthetics ay dapat na makapagpadala ng mga signal sa parehong direksyon: sa isang banda, ang pasyente ay maaaring kontrolin ang mga prosthetics nang autonomously; Sa kabilang banda, ang isang prosthetic na paa ay kailangang makapagpadala ng mga sensasyon sa sensory cortex ng utak ng pasyente, tulad ng isang natural na paa na may mga ugat, na nagbibigay sa kanila ng pakiramdam ng pagpindot.

Ang mga nakaraang pag-aaral ay nakatuon sa pag-decode ng mga code ng utak upang payagan ang mga paksa (mga unggoy at tao) na kontrolin ang mga robotic arm gamit ang kanilang mga isip. Ngunit mahalaga din na bigyan ng kahulugan ang prosthetic. Ang isang tila simpleng proseso tulad ng paghawak ay nagsasangkot ng kumplikadong feedback, habang hindi natin namamalayan na inaayos ang puwersa ng ating mga daliri ayon sa nararamdaman ng ating mga kamay, upang hindi natin matanggal ang mga bagay o maipit ito nang napakalakas. Noong nakaraan, ang mga pasyente na may prosthetic na mga kamay ay kailangang umasa sa kanilang mga mata upang matukoy ang lakas ng mga bagay. Ito ay nangangailangan ng maraming atensyon at lakas upang gawin ang mga bagay na maaari nating gawin sa mabilisang, ngunit kahit na pagkatapos ay madalas nilang masira ang mga bagay.

Noong 2011, nagsagawa ang Duke University ng isang serye ng mga eksperimento sa mga unggoy. Mayroon silang mga unggoy na gumamit ng kanilang isip upang manipulahin ang mga virtual na robotic arm upang hawakan ang mga bagay na may iba't ibang materyales. Ang virtual na braso ay nagpadala ng iba't ibang signal sa utak ng unggoy nang makatagpo ito ng iba't ibang materyales. Pagkatapos ng pagsasanay, ang mga unggoy ay nakapili nang tama ng isang partikular na materyal at nakatanggap ng gantimpala sa pagkain. Ito ay hindi lamang isang paunang pagpapakita ng posibilidad ng pagbibigay ng prosthetics ng isang pakiramdam ng pagpindot, ngunit ito rin ay nagmumungkahi na ang mga unggoy ay maaaring isama ang mga tactile signal na ipinadala ng prosthesis na utak sa mga motor control signal na ipinadala ng utak sa prosthesis, na nagbibigay ng isang buong hanay ng feedback mula sa pagpindot hanggang sa sensasyon upang makontrol ang pagpili ng braso batay sa sensasyon.

Ang eksperimento, kahit na mabuti, ay puro neurobiological at hindi nagsasangkot ng isang aktwal na prosthetic limb. At para magawa iyon, kailangan mong pagsamahin ang neurobiology at electrical engineering. Noong Enero at Pebrero ng taong ito, dalawang unibersidad sa Switzerland at Estados Unidos ang nag-publish ng mga papel na independyente gamit ang parehong paraan upang ilakip ang sensory prosthetics sa mga eksperimentong pasyente.

Noong Pebrero, iniulat ng mga siyentipiko sa Ecole Polytechnique sa Lausanne, Switzerland, at iba pang mga institusyon, ang kanilang pananaliksik sa isang papel na inilathala sa Science Translational Medicine. Nagbigay sila ng isang 36 taong gulang na paksa, si Dennis Aabo S? Rensen, na may 20 sensory site sa robotic na kamay na gumagawa ng iba't ibang sensasyon.

Ang buong proseso ay kumplikado. Una, ang mga doktor sa Gimili Hospital ng Rome ay nagtanim ng mga electrodes sa dalawang nerbiyos ng braso ni Sorensen, ang median at ulnar nerves. Kinokontrol ng ulnar nerve ang maliit na daliri, habang kinokontrol ng median nerve ang hintuturo at hinlalaki. Matapos maitanim ang mga electrodes, artipisyal na pinasigla ng mga doktor ang median at ulnar nerves ni Sorensen, na nagbigay sa kanya ng isang bagay na matagal na niyang hindi naramdaman: naramdaman niyang gumagalaw ang nawawala niyang kamay. Ibig sabihin walang mali sa nervous system ni Sorensen.

Ang mga siyentipiko sa Ecol Polytechnique sa Lausanne pagkatapos ay nag-attach ng mga sensor sa robotic na kamay na maaaring magpadala ng mga de-koryenteng signal batay sa mga kondisyon tulad ng presyon. Sa wakas, ikinonekta ng mga mananaliksik ang robotic arm sa naputol na braso ni Sorensen. Ang mga sensor sa robotic na kamay ay pumapalit sa mga sensory neuron sa kamay ng tao, at ang mga electrodes na ipinasok sa mga nerbiyos ay pinapalitan ang mga nerbiyos na maaaring magpadala ng mga de-koryenteng signal sa nawawalang braso.

Matapos i-set up at i-debug ang kagamitan, nagsagawa ang mga mananaliksik ng isang serye ng mga pagsubok. Upang maiwasan ang iba pang mga distractions, piniringan nila si Sorensen, tinakpan ang kanyang mga tainga at hinayaan siyang hawakan lamang gamit ang robotic na kamay. Napag-alaman nila na hindi lamang mahuhusgahan ni Sorensen ang katigasan at hugis ng mga bagay na kanyang hinawakan, ngunit nakikilala din ang pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang mga materyales, tulad ng mga bagay na kahoy at tela. Higit pa rito, maayos at tumutugon ang manipulator at ang utak ni Sorensen. Kaya mabilis niyang mai-adjust ang kanyang lakas kapag may kinuha siya at pinapanatili itong matatag. "Nagulat ako dahil BIGLA kong naramdaman ang isang bagay na hindi ko naramdaman sa huling siyam na taon," sabi ni Sorensen sa isang video na ibinigay ng Ecole Polytechnique sa Lausanne. "Nang ginalaw ko ang braso ko, nararamdaman ko ang ginagawa ko imbes na panoorin ang ginagawa ko."

Ang isang katulad na pag-aaral ay ginawa sa Case Western Reserve University sa Estados Unidos. Ang kanilang paksa ay si Igor Spetic, 48, ng Madison, Ohio. Nawala ang kanang kamay niya nang bumagsak sa kanya ang isang martilyo habang gumagawa ng aluminum parts para sa mga jet engine.

Ang pamamaraan na ginamit ng mga mananaliksik ng Case Western Reserve University ay halos kapareho ng pamamaraan na ginamit sa ECOLE Polytechnique sa Lausanne, na may isang mahalagang pagkakaiba. Ang mga electrodes na ginamit sa Ecole Polytechnique sa Lausanne ay tumusok sa mga neuron sa braso ni Sorensen sa axon; Ang mga electrodes sa Case Western Reserve University ay hindi tumagos sa neuron, ngunit sa halip ay pumapalibot sa ibabaw nito. Ang una ay maaaring makagawa ng mas tumpak na mga signal, na nagbibigay sa mga pasyente ng mas kumplikado at nuanced na mga damdamin.

Ngunit ang paggawa nito ay may mga potensyal na panganib para sa parehong mga electrodes at mga neuron. Ang ilang mga siyentipiko ay nag-aalala na ang mga nagsasalakay na mga electrodes ay maaaring magdulot ng malalang epekto sa mga neuron, at ang mga electrodes ay hindi gaanong matibay. Gayunpaman, ang mga mananaliksik sa parehong mga institusyon ay tiwala na malalampasan nila ang mga kahinaan ng kanilang diskarte. Gumagawa din ang Spiderdick ng medyo tumpak na kahulugan ng paghihiwalay mula sa papel de liha, mga bola ng koton, at buhok. Ang mga mananaliksik sa Ecole Polytechnique sa Lausanne, gayunpaman, ay nagsabi na sila ay tiwala sa tibay at katatagan ng kanilang invasive electrode, na tumagal sa pagitan ng siyam at 12 buwan sa mga daga.

Gayunpaman, masyadong maaga upang ilagay ang pananaliksik na ito sa merkado. Bilang karagdagan sa tibay at kaligtasan, ang kaginhawahan ng sensory prosthetics ay malayo pa rin sa sapat. Nanatili sina Sorenson at Specdick sa lab habang nilagyan ng prosthetics. Ang kanilang mga kamay, na may maraming wire at gadget, ay hindi katulad ng bionic limbs ng science fiction. Si Silvestro Micera, isang propesor sa Ecole Polytechnique sa Lausanne na nagtrabaho sa pag-aaral, ay nagsabi na ito ay ilang taon bago ang unang sensory prosthetics, na mukhang tulad ng mga normal, ay maaaring umalis sa laboratoryo.

"I'm excited to see what they're doing. Sana makatulong sa iba. Alam kong matagal ang science. Kung hindi ko magagamit ngayon, pero kaya ng susunod na tao, maganda iyon."

news

Oras ng post: Ago-14-2021