Com els implants al cervell poden ajudar a les persones amb paràlisi

Fins i tot un moviment tan simple com aixecar una tassa de te, el seu cos requereix una gran quantitat d'acció. Els músculs de les mans han de treballar per moure a la tassa. Els músculs del palmell de la mà han d'estar obertes, de manera que es pot captar la tassa i, a continuació, tancar els dits al voltant de retenir-la. A continuació, els músculs de les espatlles han d'estar en possessió de la mà perquè no vacil·la a causa del pes extra de la copa. Tots aquests músculs han de treballar amb precisió i de manera coordinada, mentre pensa que ha acabat de fer te en si.

Com si els músculs paralitzats?

Per això, per fer que el membre paralitzat a moure de nou amb tanta força. La majoria dels músculs paralitzats encara pot funcionar, però la seva connexió amb el cervell s'ha perdut, pel que no rebrà instruccions per a l'acció. Per desgràcia, els metges encara no han après a restaurar la lesió de la medul·la espinal, però no és una solució. Podem aconseguir al voltant d'ell i de donar instruccions als músculs de forma artificial. A través del desenvolupament de la tecnologia per a la lectura i interpretació de l'activitat cerebral, aquestes instruccions pot venir directament del cap del pacient.

Podem fer que els músculs paralitzats a treballen estimulant els seus elèctrodes disposats en el seu interior o al voltant dels nervis que els proveeixen. Aquesta tecnologia es coneix com "estimulació elèctrica funcional." Pot ser utilitzat no només per ajudar les persones amb paràlisi per moure, sinó també per restaurar la funció de la bufeta, per estimular la tos eficaç, així com per a l'alleugeriment del dolor. Aquesta tecnologia pot fer una gran diferència en la vida de les persones amb lesió de la medul·la espinal.

Un estudi realitzat per investigadors

Dimitar Blanc i els seus col·legues estan treballant en com combinar aquesta tecnologia amb un complex conjunt d'instruccions necessàries per a operar amb una sola mà. Si voleu recollir una tassa de te, que és necessària per estimular els músculs, quan i quant? Aquestes instruccions són molt complexes, i no només a causa de la gran quantitat de músculs que estan involucrats aquí. Tan aviat com vostè beu te, les instruccions han canviat, ja que el pes de la copa va a disminuir. Per tal de fer una altra cosa, per exemple, gratar-se el nas, les instruccions seran completament diferents.

En comptes de provar diverses instruccions als músculs paralitzats, amb l'esperança de trobar els que treballen, els investigadors van utilitzar models informàtics del sistema musculoesquelètic per calcular-los. Aquests models són la descripció matemàtica de com funcionen els músculs, els ossos i les articulacions durant els moviments. En la simulació, és possible fer que els músculs forts o més febles, paralitzat o estimulades exterior. Per tant, és possible provar ràpida i segura diferents patrons d'impulsos per veure quines tenen més èxit.

el modelatge dels músculs

Per provar la tecnologia, els científics van implantar 24 elèctrodes en els músculs i els nervis dels participants en l'estudi. Van utilitzar una simulació per decidir on col·locar els elèctrodes, ja que els músculs paralitzats més dels elèctrodes en els moderns sistemes d'estimulació elèctrica funcional.

Si pogués triar, què millor estimular els músculs: subescapular o periosti? Si cal estimular el nervi axil·lar, en què voleu afegir l'elèctrode? Per respondre a aquestes preguntes difícils, els investigadors van utilitzar una simulació amb diferents conjunts d'elèctrodes, i triar la que va permetre un model d'ordinador per fer el moviment més eficaç.

Actualment l'equip està treballant en un braç que s'estabilitza grup muscular, la dita casquet giratori. Si les instruccions que s'arriba a ella, la mà equivocada pot saltar fora de l'espatlla. És per això que les simulacions per ordinador són indispensables en aquest estudi. Per posar aquests experiments els participants que ningú s'hagués atrevit.

nous reptes

Saber com activar els músculs paralitzats per produir trànsit útil - això és només la meitat del problema. Els científics també han de decidir en quin moment per activar els músculs, per exemple, quan l'usuari vol recollir un objecte. Una de les opcions - és la transmissió d'aquesta informació directament del cervell. Recentment, investigadors dels EUA utilitzen l'implant per escoltar les cèl·lules individuals en el cervell d'una persona paralitzada. Com que els diversos moviments associats amb les diverses formes de l'activitat cerebral, el participant pot triar un dels sis moviments preprogramats, que després es van generar mitjançant l'estimulació dels músculs de la mà.

la lectura del cervell

Si bé aquest és un emocionant pas endavant en el camp de les pròtesis neuronals, molts problemes segueixen sense resoldre. Idealment, els implants al cervell han de treballar durant moltes dècades. Però de moment és difícil registrar fins i tot els senyals que es necessiten d'aquí a unes setmanes, de manera que aquests sistemes han de ser calibrats periòdicament. L'ús dels nous dissenys d'implants o diferents senyals del cervell pot millorar l'estabilitat a llarg termini.

A més, els implants escolten només una petita fracció dels milions de cèl·lules que controlen les nostres extremitats, de manera que el rang de moviment pot ser molt limitada. No obstant això, el control de les extremitats robòtiques cerebrals amb un cert grau de llibertat encara lloc i les possibilitats d'aquesta tecnologia s'estan desenvolupant ràpidament.

la tecnologia del futur

Finalment, el moviment suau i sense esforç que percebem com una cosa que es dóna per fet, són guiats per un ric sistema de retroalimentació sensorial que li diu al cervell on les nostres mans, i quan els nostres dits toquen els objectes. Aquests senyals es poden perdre després de la lesió, de manera que els investigadors també estan treballant en implants al cervell que poden restaurar la sensació i el moviment.

Alguns científics creuen que la tecnologia de lectura cervell pot ajudar a les persones amb major eficàcia operable per interactuar amb els ordinadors, telèfons mòbils i fins i tot directament dels cervells d'altres persones. No obstant això, ara es queda en el camp de la ciència ficció, mentre que els controls cerebrals per a aplicacions mèdiques s'està convertint en una realitat clínica.