Làm thế nào các thiết bị sinh học 'điều khiển tâm trí' có thể giúp bốn người đi bộ

Cấy ghép não gửi tín hiệu đến bất cứ thứ gì từ chân tay giả, đến một cơ thể 'exoskeleton' toàn thân

Sự phát triển của các thiết bị bionic được điều khiển bởi tâm trí đã chuyển một bước gần hơn ngày hôm nay với việc công bố Công nghệ sinh học tự nhiên mô tả làm thế nào một stent nhỏ, dài 3cm chứa điện cực 12 một ngày nào đó có thể giúp những người sống với chấn thương tủy sống đi lại với sức mạnh của suy nghĩ.

Thiết bị này, được gọi là stentrode, được đặt vào tĩnh mạch cổ ở cổ và đẩy tĩnh mạch lên cho đến khi nó chạm tới vỏ não vận động của não, chịu trách nhiệm cho hoạt động của cơ bắp.

Tôi đã tham gia nhóm người 39 đang phát triển và thử nghiệm thiết bị, và chúng tôi hiện đang lên kế hoạch thử nghiệm lâm sàng vào năm tới tại Victoria.

Học như thế nào?

Vị trí của stentrode, dọc theo vỏ não vận động, cho phép nó nhận tín hiệu thần kinh bắt đầu chuyển động. Nó gửi các tín hiệu đó xuống các microlead 12 vào giao diện máy tính.


 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Đại học Melbourne. nguồn

Ở đây, các tín hiệu được dịch thành thông tin có thể điều khiển bất cứ thứ gì từ chân tay giả bionic đến exoskeleton toàn thân, một bộ xương bên ngoài kiểu máy biến áp.

Công trình được xây dựng dựa trên nghiên cứu trước đó, trong 2002 được tìm thấy khỉ có thể di chuyển con trỏ máy tính với sức mạnh của tư tưởng. Điều này cho thấy về mặt lý thuyết có thể kiểm soát một chi bionic chỉ bằng suy nghĩ.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các thiết bị điện cực, chẳng hạn như Mảng điện cực Utahvà phẫu thuật cấy chúng ngay dưới hộp sọ vào vỏ não ở người. Những thiết bị này tạo ra kết quả tuyệt vời, bao gồm cả khả năng cho bệnh nhân bị liệt để vận hành một chi bionic từ xa, tách biệt hoàn toàn với cơ thể và uống một ngụm cà phê. Những thiết bị này vẫn đang được phát triển bởi một công ty có tên BrainGate.

Tuy nhiên, việc chèn các thiết bị này đòi hỏi phải phẫu thuật não lớn có nguy cơ nhiễm trùng và đào thải miễn dịch. Các mảng điện cực được cấy ghép phẫu thuật cũng có thể gây viêm não và suy giảm chất lượng tín hiệu trong vòng sáu tháng đến một năm.

Stentrode nhằm mục đích khắc phục những vấn đề này. Bằng cách ngồi bên trong mạch máu của não, stentrode sẽ được tích hợp vào thành mạch, che chắn nó khỏi các tế bào miễn dịch của não. Các nghiên cứu tiền lâm sàng của chúng tôi cho thấy não báo hiệu stentrode nhặt thực sự trở nên sạch hơn và mạnh hơn theo thời gian khi sự kết hợp mạch máu này diễn ra.

Bước tiếp theo: cấy ghép bệnh nhân

Những bệnh nhân đầu tiên nhận được cấy ghép stentrode sẽ là những người bị chấn thương cột sống và kết thúc với liệt tứ chi.

Trước khi nhận được cấy ghép, bệnh nhân sẽ trải qua quét MRI chức năng. Họ sẽ được yêu cầu tưởng tượng di chuyển cánh tay trái và phải, lên và xuống và tưởng tượng di chuyển bàn tay của họ về phía mục tiêu trên màn hình máy tính.

Điều này sẽ tạo ra một bản đồ ảo của vỏ não vận động mà các bác sĩ phẫu thuật có thể nhắm đến trong quá trình phẫu thuật cấy ghép stentrode, để đảm bảo thiết bị nằm trên vùng thích hợp của vỏ não vận động.

Sau đó, bộ não của chính bệnh nhân sẽ bắt đầu một mô hình học tập, rất giống với việc học chơi một nhạc cụ hoặc một kỹ năng vận động mới. Các tế bào thần kinh trong vỏ não vận động sẽ bắn ra để đáp ứng với suy nghĩ của bệnh nhân, sau đó sẽ được chuyển thành một chuyển động của một con trỏ, chi bionic hoặc exoskeleton.

Ban đầu những chuyển động đó sẽ bị giật, không phối hợp và tạo ra kết quả không chính xác. Nhưng thông qua quá trình thử nghiệm và sai sót, các đặc tính dẻo dai của não sẽ cho phép nó tinh chỉnh hoạt động thần kinh, cuối cùng cho phép các hoạt động phối hợp như uống cà phê hoặc đi bộ với sự trợ giúp của exoskeleton.

Sử dụng khác có thể

Hệ thống mạch máu phân nhánh cao của não có nghĩa là stentrode có khả năng được lắng đọng trong các mạch khác để điều trị nhiều loại bệnh.

Nó có khả năng dự đoán các cơn động kinh, ví dụ, nếu được đặt trong vùng não làm phát sinh các cơn động kinh. Hoạt động thần kinh của não thay đổi theo những cách có thể dự đoán trước khi bắt đầu cơn động kinh. Stentrode có thể thu các tín hiệu cảnh báo này, cảnh báo bệnh nhân ngừng mọi hoạt động sẽ khiến họ hoặc những người khác gặp nguy hiểm, chẳng hạn như lái xe hoặc bơi lội.

Stentrode cũng có thể được sử dụng như một thiết bị kích thích thần kinh. Các phương pháp điều trị hiện tại cho bệnh Parkinson bao gồm kích thích não sâu (DBS) để giải phóng dopamine cần thiết cho các chuyển động trơn tru, phối hợp. Sử dụng stentrode như một công cụ kích thích thay thế sẽ làm giảm bớt rủi ro của kích thích cấy ghép sâu vào não.

Thiết bị này cũng có thể hỗ trợ những người mắc bệnh thần kinh vận động (MND) bị cướp mất khả năng di chuyển, nói chuyện, ăn uống và cuối cùng là thở. Ở giai đoạn con người mất khả năng giao tiếp, stentrode có thể được sử dụng để cung cấp giao diện cho mọi người điều khiển máy tính. Điều này có thể mang lại cho họ những tháng hay năm quý giá nơi họ có thể tiếp tục liên lạc với những người thân yêu.

Các thử nghiệm lâm sàng trên người đầu tiên của stentrode được lên kế hoạch cho 2017. Với điều kiện chúng tôi thấy kết quả dự đoán, chúng tôi hy vọng rằng phiên bản công nghệ có sẵn trên thị trường sẽ có sẵn trong nửa đầu của 2020.

Trong khi đó, một mục tiêu là thêm nhiều điện cực hơn, cho phép kiểm soát tốt hơn cho những bệnh nhân bị liệt không chỉ đi lại mà còn có được những cử động ngón tay tốt. Một ngày nào đó chúng ta có thể nhìn thấy một cây đàn vĩ cầm vĩ cầm của người Viking không? Chúng ta có thể thử.

Rào

  1. ^ ()

Giới thiệu về Tác giả

Clive May, Giáo sư Sinh lý Thần kinh, Viện Khoa học Thần kinh và Sức khỏe Tâm thần

Xuất hiện trên cuộc hội thoại

Bạn cũng có thể thích

NGON NGU CO SAN

Tiếng Anh Afrikaans tiếng Ả Rập Tiếng Trung (giản thể) Tiếng Trung (Phồn Thể) Tiếng Đan Mạch Tiếng Hà Lan Philippines Tiếng Phần Lan Tiếng Pháp Tiếng Đức Tiếng Hy Lạp Hebrew Tiếng Hin-ddi Tiếng Hungary Tiếng Indonesia Tiếng Ý Tiếng Nhật Tiếng Hàn Người Malay Tiếng Na Uy Ba Tư Tiếng Ba Lan Bồ Đào Nha Tiếng Rumani Tiếng Nga Tiếng Tây Ban Nha Swahili Tiếng Thụy Điển Tiếng Thái Tiếng Thổ Nhĩ Kỳ Tiếng Ukraina Urdu Tiếng Việt

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | Nội điện.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.