توسعه دستگاه های بیونیک "کنترل شده توسط ذهن" امروز با انتشار یک قدم دیگر قدم دیگری را به هم نزدیک کرد مقاله بیوتکنولوژی طبیعت توصیف می کند که چگونه یک استنت ریز به طول 3cm حاوی الکترودهای 12 می تواند یک روز به افرادی که با آسیب نخاعی زندگی می کنند ، کمک کند تا با قدرت تفکر قدم بردارند.

وسیله ای به نام "stentrode" وارد شده است و به داخل ورید ژوگولار در گردن وارد می شود و رگ را بالا می برد تا به قشر حرکتی مغز برسد ، که وظیفه فعالیت عضلات را دارد.

من بخشی از تیم شخصی 39 بوده ام که دستگاه را آزمایش و آزمایش می کند و اکنون در حال برنامه ریزی یک کارآزمایی بالینی در سال آینده در ویکتوریا هستیم.

چگونه کار می کند؟

موقعیت استنتروود ، در کنار قشر موتور ، به آن اجازه می دهد تا سیگنال های عصبی را که حرکت را آغاز می کنند ، دریافت کند. این سیگنال ها میکروولادهای 12 را به یک رابط کامپیوتر ارسال می کند.

دانشگاه ملبورن. منبع

در اینجا ، سیگنال ها به اطلاعاتی ترجمه می شوند که می تواند هر چیزی را از یک اندام پروتز بیونیک گرفته تا اسکلت بدن کامل ، یک اسکلت خارجی از نوع ترانسفورماتور ، دستکاری کند.

این کار بر اساس تحقیقات قبلی است که در 2002 یافت میمون ها می توانند مکان نما کامپیوتر را حرکت دهند با قدرت فکر. این نشان داد كه از نظر تئوری كنترل اندام بیونیك تنها با استفاده از تفكر امكان پذیر است.

در مرحله بعد ، محققان از دستگاه های الکترود مانند این دستگاه استفاده کردند آرایه الکترود یوتاو آنها را دقیقاً زیر جمجمه داخل قشر مغز در انسان کاشت. این دستگاه ها نتایج شگفت انگیزی از جمله اینها را تولید کردند توانایی بیماران فلج عمل یک اندام بیونیک از راه دور ، کاملاً از بدن جدا شده و یک قهوه قهوه میل کنید. این دستگاه ها هنوز توسط شرکتی به نام ساخته می شوند BrainGate.

با این وجود ، قرار دادن این وسایل نیاز به جراحی اصلی مغز دارد که خطر عفونت و دفع ایمنی بدن را به همراه دارد. آرایه های الکترود کاشته شده با جراحی همچنین می توانند باعث التهاب مغز شوند و از افت کیفیت سیگنال در طی شش ماه تا یک سال رنج ببرند.

هدف از برجام برای غلبه بر این مشکلات است. با نشستن درون عروق مغزی ، استنتروود وارد دیواره رگ می شود و از سلولهای ایمنی مغز محافظت می کند. مطالعات بالینی ما نشان می دهد که مغز با استفاده از این اختلال در رگ های خونی ، زمان تمیز شدن و قوی تر شدن علامت گذاری به سمتی را نشان می دهد.

مرحله بعدی: کاشت بیماران

اولین بیمارانی که ایمپلنت استنتروود را دریافت می کنند ، افرادی خواهند بود که دچار آسیب نخاعی شده و به کوادریپلژی پایان داده اند.

قبل از دریافت کاشت ، بیماران تحت اسکن MRI عملکردی قرار می گیرند. از آنها خواسته می شود که دست خود را به چپ و راست ، بالا و پایین حرکت دهند و تصور کنند که دست خود را به سمت اهداف روی صفحه رایانه حرکت می کنند.

این یک نقشه مجازی از قشر حرکتی را ایجاد می کند که جراحان می توانند در طی عمل جراحی کاشت استنتروود هدف از این کار را داشته باشند تا دستگاه از منطقه مناسب قشر موتور استفاده کند.

سپس مغز خود بیمار یک الگوی یادگیری را آغاز می کند ، بسیار شبیه به یادگیری نواختن یک ساز یا یک مهارت حرکتی جدید. نورونها در قشر حرکتی در پاسخ به فکر بیمار آتش می گیرند ، که بعداً به حرکت مکان نما ، اندام بیونیک یا اسکلت اسکلتی منتقل می شوند.

در ابتدا این حرکات تند و تیز ، بدون هماهنگی و نتیجه نادرست حاصل می شوند. اما از طریق یک فرایند آزمایش و خطا ، خواص عصبی پلاستیک مغز به آن اجازه می دهد تا فعالیت عصبی را تصفیه کند ، درنهایت فعالیتهای هماهنگ مانند نوشیدن قهوه ، یا پیاده روی با کمک اسکلت اسکلت امکان پذیر است.

سایر موارد ممکن

سیستم عروقی بسیار شاخه ای از مغز بدان معنی است که استنتروود به طور بالقوه می تواند در سایر رگ ها برای معالجه انواع بیماری ها قرار گیرد.

این پتانسیل را دارد که پیش بینی تشنج صرع ، به عنوان مثال ، اگر در ناحیه مغز ایجاد شود که باعث تشنج می شود. فعالیت عصبی مغز به روشهای قابل پیش بینی قبل از شروع تشنج تغییر می کند. stentrode می تواند این سیگنال های هشدار دهنده را روبرو کند و به بیمار هشدار دهد که از فعالیت هایی که آنها یا دیگران را در معرض خطر قرار می دهد ، مانند رانندگی یا شنا ، جلوگیری کند.

استنتروود همچنین می تواند به عنوان یک وسیله عصبی استفاده شود. روشهای درمانی فعلی برای بیماری پارکینسون شامل تحریک مغز عمیق (DBS) برای آزادسازی دوپامین مورد نیاز برای حرکات صاف و هماهنگ است. استفاده از stentrode به عنوان یک محرک جایگزین باعث کاهش آن می شود خطرات تحریک کننده های تحریک کننده در اعماق مغز.

این دستگاه همچنین می تواند به مبتلایان به نورون حرکتی (MND) که توانایی حرکت ، صحبت ، غذا خوردن و در نهایت نفس کشیدن را دارند ، کمک کند. در مرحله ای که افراد توانایی برقراری ارتباط را از دست می دهند ، می توان از stentrode برای ارائه یک رابط برای کنترل کامپیوتر استفاده کرد. این می تواند به آنها ماهها یا سالهای گرانبهایی بخورد که بتوانند ارتباط خود را با عزیزانشان ادامه دهند.

اولین آزمایشات بالینی درون انسان برای استنتروود برای 2017 برنامه ریزی شده است. مشروط بر اینکه نتایج پیش بینی شده را ببینیم ، امیدواریم که یک نسخه تجاری تجاری از این فناوری در نیمه اول 2020 ها موجود باشد.

در این میان ، یک هدف این است که الکترودهای بیشتری اضافه کنیم ، به این ترتیب کنترل دقیق تر بیماران فلج نه تنها دوباره راه می روند بلکه حرکات انگشت خوبی را به دست می آورند. آیا می توانیم روزی شاهد یک شخصیت مجازی ویولن "فلج شده" باشیم؟ ما می توانیم امتحان کنیم.