Comment les implants cérébraux peuvent aider les personnes paralysées

Même un simple mouvement comme soulever une tasse de thé, votre corps a besoin beaucoup d'action. Les muscles des mains doivent travailler pour le déplacer vers la coupe. Les muscles de votre paume devraient être ouvertes, afin que vous puissiez saisir la coupe, puis fermer ses doigts autour de la retenir. Ensuite, les muscles de l'épaule doivent tenir la main afin qu'elle ne vacille pas à cause du poids supplémentaire de la coupe. Tous ces muscles doivent travailler avec précision et de manière coordonnée, alors que vous pensez que vous venez infusé le thé lui-même.

Comment puis-je obtenir les muscles paralysés?

Voilà pourquoi pour rendre le membre paralysé de se déplacer à nouveau si dur. La plupart des muscles paralysés peuvent encore travailler, mais leur connexion au cerveau a été perdu, de sorte qu'ils ne reçoivent pas les instructions d'action. Malheureusement, les médecins n'ont pas encore appris à restaurer des blessures de la moelle épinière, mais il y a une solution. On peut se déplacer et de donner des instructions aux muscles artificiellement. Grâce au développement de la technologie pour la lecture et l'interprétation de l'activité cérébrale, ces instructions peut venir directement de la tête du patient.

Nous pouvons faire les muscles paralysés à travailler en stimulant leurs électrodes disposées dans les ou autour des nerfs qui les alimentent. Cette technologie est connue comme « la stimulation électrique fonctionnelle. » Il peut être utilisé non seulement pour aider les gens paralysés à se déplacer, mais aussi pour restaurer la fonction de la vessie, pour stimuler la toux efficace, ainsi que pour soulager la douleur. Cette technologie peut faire une grande différence dans la vie des personnes atteintes de lésions de la moelle épinière.

Une étude menée par des chercheurs

Dimitar Blanc et ses collègues travaillent sur la façon de combiner cette technologie avec un ensemble complexe d'instructions nécessaires pour faire fonctionner une seule main. Si vous voulez prendre une tasse de thé, qui est nécessaire pour stimuler les muscles, quand et combien? Ces instructions sont très complexes, et non seulement en raison du grand nombre de muscles qui sont impliqués ici. Dès que vous buvez du thé, les instructions ont changé, parce que le poids de la coupe diminuera. Afin de faire quelque chose d'autre, par exemple, gratter le nez, les instructions seront complètement différentes.

Plutôt que de tester diverses instructions aux muscles paralysés, dans l'espoir de trouver ceux qui travaillent, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques du système musculo-squelettique pour les calculer. Ces modèles sont la description mathématique de la façon dont les muscles, les os et les articulations fonctionnent pendant les mouvements. Dans la simulation, il est possible de rendre les muscles plus forts ou plus faibles, paralysés ou stimulé l'extérieur. Par conséquent, il est possible de rapidement et en toute sécurité tester différents modèles d'impulsions pour voir qui sont les plus efficaces.

la modélisation des muscles

Pour tester la technologie, les scientifiques implantés 24 électrodes dans les muscles et les nerfs des participants à l'étude. Ils ont utilisé une simulation de décider où placer les électrodes, parce que les muscles paralysés plus que les électrodes dans les systèmes modernes de stimulation électrique fonctionnelle.

Si vous aviez le choix, ce qui stimuler les muscles mieux: sous-scapulaire ou périoste? S'il est nécessaire de stimuler le nerf axillaire, où vous voulez placer l'électrode? Pour répondre à ces questions difficiles, les chercheurs ont utilisé une simulation avec différents jeux d'électrodes et de choisir celui qui a permis à un modèle informatique pour rendre le mouvement plus efficace.

Actuellement, l'équipe travaille sur un bras qui stabilise groupe de muscles, ladite virole rotative. Si les instructions que vous obtenez à lui, la mauvaise main peut sauter hors de l'épaule. Voilà pourquoi les simulations informatiques sont indispensables dans cette étude. Pour mettre ces expériences participants n'aurait osé.

de nouveaux défis

Savoir comment activer les muscles paralysés pour produire le trafic utile – c'est seulement la moitié du problème. Les scientifiques ont également besoin de décider à quel moment pour activer les muscles, par exemple, lorsque l'utilisateur veut ramasser un objet. L'une des options – est la transmission de ces informations directement à partir du cerveau. Récemment, des chercheurs des États-Unis ont utilisé l'implant pour écouter des cellules individuelles dans le cerveau d'une personne paralysée. Étant donné que les différents mouvements associés à diverses formes de l'activité cérébrale, le participant peut choisir l'un des six mouvements pré-programmés, qui ont ensuite été générés en stimulant les muscles de la main.

lecture du cerveau

Bien que ce soit une étape passionnante en avant dans le domaine des prothèses neurales, de nombreux problèmes restent en suspens. , Les implants cérébraux devraient idéalement travailler pendant de nombreuses décennies. Mais au moment où il est difficile d'enregistrer même les signaux qui sont nécessaires dans quelques semaines, de sorte que ces systèmes doivent être calibrés régulièrement. En utilisant les nouveaux modèles d'implants ou de différents signaux du cerveau peut améliorer la stabilité à long terme.

De plus, les implants écouter seulement une petite fraction des millions de cellules qui contrôlent nos membres, de sorte que l'amplitude de mouvement peut être très limitée. Cependant, le contrôle du cerveau des membres robotiques avec un certain degré de liberté encore été fait et les possibilités de cette technologie se développent rapidement.

la technologie de l'avenir

Enfin, le mouvement en douceur, sans effort que nous percevons comme quelque chose de soi, sont guidés par un riche système de rétroaction sensorielle qui indique au cerveau où nos mains, et quand nos doigts touchent les objets. Ces signaux peuvent être perdus après la blessure, de sorte que les chercheurs travaillent également sur des implants cérébraux qui peuvent restaurer la sensation et le mouvement.

Certains scientifiques pensent que la technologie de lecture du cerveau peut aider les gens plus efficacement mis en oeuvre pour interagir avec les ordinateurs, les téléphones portables, et même directement le cerveau des autres personnes. Cependant, maintenant il reste dans le domaine de la science-fiction, alors que les contrôles du cerveau pour des applications médicales devient rapidement une réalité clinique.