Neuroprotecines priemones: atsigaivimas nuo suzalojimo, naudojant proto galinguma

Neuroprotezijos, taip pat zinomos kaip smegenu ir kompiuterio sasajos, yra prietaisai, kurie padeda zmonems su varikliu ar jutimo negalia susigrazinti kontroliuoti savo jausmus ir judesius, sukuriant rysi tarp smegenu ir kompiuterio. Kitaip tariant, si technologija leidzia zmonems judeti, girdeti, matyti ir paliesti vien tik minties galia. Kaip veikia neuroprotetika? Pazvelkime i penkias pagrindines sios srities laimejimus, kad suzinotume, kiek mes ateje ir kiek toliau mes galime pasinaudoti tik savo proto galia.
Naudojant elektrodus, kompiuteri ir minties galia, neuroproteziniai itaisai gali padeti pacientams, turintiems motoriniu arba sensoriniu sunkumu, judeti, jausti, girdeti ir matyti.

Kiekvienais metais simtai tukstanciu zmoniu visame pasaulyje praranda savo galuniu kontrole del ju nugaros smegenu traumos. Jungtinese Amerikos Valstijose iki 347 000 zmoniu gyvena su nugaros smegenu pazeidimu (SCI), beveik puse siu zmoniu negali judeti nuo kaklo.

Siems zmonems neuroproteziniai prietaisai gali pasiulyti tam tikra labai reikalinga vilti.

Smegenu ir kompiuterio sasajos (BCI) dazniausiai apima elektrodus, dedamus ant zmogaus kaukoles, smegenu pavirsiuje arba smegenu audinyje, kad stebetu ir ismatuotu smegenu veikla, kuri atsiranda, kai smegenys "galvoja" mintis. Sio smegenu aktyvumo modelis yra "isverstas" i koda arba algoritma, kuris "ivedamas" i kompiuteri. Kompiuteris, savo ruoztu, pavercia koda komandomis, kurios sukuria judesi.

Neuroprotetika yra ne tik naudinga zmonems, kurie negali judeti savo rankose ir kojose; jie taip pat padeda tiems, kurie turi jutimo negalavimus. Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) apskaiciavo, kad mazdaug 360 milijonai zmoniu visame pasaulyje turi negalios klausos sutrikimu, o dar 39 milijonai zmoniu aklai.

Kai kuriems is siu zmoniu neuroprotetika, tokia kaip kochleariniai implantai ir bionines akys, sugrazino jausmus ir tam tikrais atvejais leido jiems isgirsti ar pamatyti pirma karta.

Cia mes perziurime penkis svarbiausius neuroproteziniu technologiju ivykius, ziuredami, kaip jie veikia, kodel jie yra naudingi ir kaip kai kurie is ju bus sukurti ateityje.

Ausu implantas

Tikriausiai "seniausias" neuroprotezinis prietaisas ten yra, kochleariniai implantai (ar ausu implantai) yra mazdaug keleta desimtmeciu ir yra sekmingos neuroprotetikos raiska.

JAV maisto ir vaistu administracija (FDA) patvirtino kochlearinius implantus jau 1980 m., O iki 2012 m. Beveik 60 000 JAV gyventoju turejo implanta. Visame pasaulyje daugiau nei 320 000 zmoniu buvo implantuoti.

Kochlerinis implantas veikia apeinant pazeistas ausies dalis ir stimuliuoja klausos nerva su signalais, gaunamais naudojant elektrodus. Signalai, perduodami per klausos nerva i smegenis, yra suvokiami kaip garsai, nors klausos per ausi implantas yra gana skirtingas nuo iprasto klausymo.

Nors netobulus kochleariniai implantai leidzia vartotojui atskirti kalba asmeniskai arba per telefona, ziniasklaida turi daug emociniu pastabu apie zmones, kurie pirma karta girdejo save naudojant si jausmini neuroprotezini prietaisa.

Cia galite ziureti 29 metu moteris, kuri pirma karta klausosi kochlearinio implanto:

Akiu implantas

Pirmoji dirbtine tinklaine, vadinama "Argus II", yra pagaminta is elektrodu, implantuojamu akyje, ir FDA patvirtino 2013 m. Vasario men. Tokiu pat budu, kaip ir kochleariniam implantui, sis neuroprotezinis apeina pazeista tinklaines dali ir perduoda signalai, uzfiksuoti prijungto fotoaparato, prie smegenu.

Tai daroma keiciant vaizdus i sviesius ir tamsius taskus, kurie virsta elektriniais signalais. Elektros signalai siunciami i elektrodus, kurie savo ruoztu siuncia signala i smegenu regos nerva.

Nors "Argus II" visiskai nesunaikina regejimo, jis leidzia ligoniams, sergantiems pigmento retinitu (bukle, kuri pazeidzia akies fotoreceptorius), isskirti konturas ir formas, apie kurias, kaip teigia daugelis pacientu, labai skiriasi ju gyvenimas.

Retinito pigmentosa yra neurodegeneracine liga, paveikianti mazdaug 100 000 zmoniu JAV. Nuo pat patvirtinimo daugiau kaip 200 pacientu, serganciu retinito pigmentosu, buvo "Argus II" implanto, o kompanija, kuri ja sukure, siuo metu dirba siekdama nustatyti spalvu aptikima ir patobulinti prietaiso skyra.

Neuroprotetika zmonems, sergantiems SCI

Apskaiciuota, kad beveik 350 000 zmoniu JAV gyvena su SCI, o 45% tu, kurie turejo SCI nuo 2010 m., Laikomi tetrapleginiais - tai yra paralyziuota nuo kaklo.

Tuo Medicinos naujienos siandien, mes neseniai praneseme apie novatoriska vienkartini eksperimenta, kurio metu zmogus, turintis kvadriplegija, galejo judeti rankomis, naudodamasis savo minciu galia.

Billas Kochevaras turejo elektrodus, itaisytus i jo smegenis chirurginiu budu. Paskyrus BCI "ismokti" smegenu veikla, atitinkancia judesius, kuriuos jis minejo, si veikla buvo paversta elektros impulsais, kurie veliau buvo perduodami i jo smegenu elektrodus.

Tokiu paciu budu, kad kochleariniai ir vizualiniai implantai apeina apgadinta plota, taip pat ar si BCI sritis vengia "trumpojo jungimo" tarp smegenu ir paciento raumenu, kuriuos sukure SCI.

Su sio neuroprotezinio gydymo pagalba pacientas galejo sekmingai gerti ir paserti. "Tai buvo nuostabu, - sako Kochevaras, - nes as galvoju apie judejima rankoje ir tai padare." Kochevaras buvo pirmasis pasaulyje sergantis pacientas, kuris isbande neuroprotezini prietaisa, kuris siuo metu yra tik moksliniu tyrimu tikslais.

Daugiau informacijos apie si neuroprotech galite suzinoti is toliau pateikto vaizdo iraso.

Taciau tai nera ta, kur STI neuroprotetika sustoja. "Courtine Lab", kuriai vadovauja neurologas Gregoire Courtinas Lausanne, Sveicarija, nenutrukstamai dirba, kad padetu suzeistiesiems atkurti savo koju kontrole. Ju moksliniu tyrimu pastangos su ziurkemis leido paralyziuotus grauziklius vaikscioti, pasiekus naudojant elektrinius signalus ir paskatinus nervus nugaros smegenyse.

"Mes tikime, kad si technologija viena diena galetu gerokai pagerinti zmoniu, susidurianciu su neurologiniais sutrikimais, gyvenimo kokybe", - teigia "Courtine Labs" eksperimento ir neuroinzinerijos bendraautoris Silvestro Micera.

Neseniai prof. Courtine taip pat vadovavo tarptautinei mokslininku komandai, kuri sekmingai sukure savanoriska koju judejima reusu bezdzionese. Tai buvo pirmas kartas, kai buvo naudojamas neuroprotetikas, leidziantis vaikscioti nezmoginiais primatais.

Taciau "tai gali uztrukti keleta metu, kol visi sio isikisimo komponentai gali buti isbandyti zmonems", - teigia prof. Courtine.

Ranka, kuri jauciasi

Silvestro Micera taip pat vede kitus projektus neuroprotezijos srityje, tarp kuriu yra ir "jauciasi". 2014 m. MNT pranese apie pirmaja dirbtine ranka, kuria papilde jutikliai.

Tyrejai ismatavo itampa dirbtines rankos sausgyslese, kurios kontroliuoja sugerimo judesius ir pavercia ja elektros srove. Savo ruoztu, naudojant algoritma, tai buvo isverstas i impulsus, kurie veliau buvo siunciami i ranku nervus, sukuriantys lietimo pojuti.

Nuo to laiko protezine ranka, kuri "jauciasi", dar labiau patobulejo. Pitsburio universiteto ir Pitsburso medicinos centro universitetai Pensilvanijoje istyre BCI vienam pacientui su kvadriplegija: Nathan Copeland.

Mokslininkai implantuoja mikroelektrodu apvalkalo zemiau Copelando smegenu pavirsiaus - butent jo pagrindiniame somatosensoriniame zieveje - ir prijunge juos prie protezu, kuriam buvo pritaikyti jutikliai. Tai leido pacientui pajusti jausmo pojucius, kurie jam jautesi, tarsi jie priklausytu jo paralyziuotaja ranka.

Nors "Copeland", prisukes akis, sugebejo nustatyti, kuris pirstas buvo implantuotas ant jo protezu. Jausmai, kuriuos jis suvoke, intensyviai pasiskirste ir jautesi skirtingais spaudimais.

Neuroretikai neuronams?

Mes mateme, kad smegenu valdomas protezavimas gali atkurti pacientu lietimo, klausos, regejimo ir judejimo jausma, taciau gal galetume sukurti protezavima paciam smegenims?

Kanberos universiteto Australijos nacionalinio universiteto (ANU) mokslininkai sugebejo dirbtinai auginti smegenu lasteles ir sukurti funkcines smegenu sistemas, kuriomis buvo sukurta smegenu neuroproteze.

Taikant nanovamzdeliu geometrija puslaidininkiu plokstelems, ANU Inzinerijos moksliniu tyrimu mokyklos dr. Vini Gautamas ir kolegos atsirado pastoliu, kurie leidzia smegenu lastelems augti ir prisijungti sinapsiskai.

Projekto grupes vadovas Dr. Vincent Daria is Australijos medicinos mokslu daktares John Curtino paaiskina savo moksliniu tyrimu sekme:

"Mes galejome numatyti rysius tarp neuronu ir parode, kad jie funkcionuoja sinchroniskai suaktyvinant neuronus. Sis darbas gali atverti nauja moksliniu tyrimu modeli, kuris sustiprina rysi tarp medziagu nanotechnologiju ir neurologijos".

Smegenu neuroproteze gali viena diena padeti pacientams, kurie patyre insulta arba kurie gyvena su neurodegeneracinemis ligomis, kad susigrazintu nervu sistema.

Kasmet Jungtinese Amerikos Valstijose beveik 800 000 zmoniu patyre insulta, is ju mirsta daugiau nei 130 000 zmoniu. Taip pat placiai paplite neurodegeneracines ligos: apskaiciuota, kad 5 milijonai JAV suaugusiuju gyvena su Alzheimerio liga, 1 milijonas - Parkinsono ligos, o 400 000 - del issetines sklerozes.

Suzinokite apie "Facebook" naujausias pastangas: BCI pletra.

Tyrejai atranda 6,200 metu senumo sistosomozes parazitini kiausini

Mokslininkai atrado tai, kas, ju manymu, yra seniausia kada nors sizitozomozes parazitinis kiausinis, esantis 6,200 metu senumo kapuose, esancioje Eufrato upeje Sirijoje. Tai potencialiai gali buti pirmasis irodymas, kad Artimuju Rytu zemes ukio drekinimo sistemos - dirbtinis vandens tiekimas i zeme ar dirvozemi - galejo prisideti prie sistosomozes nastos.

(Health)

Mokamos seimos atostogos gali sumazinti kudikiu piktnaudziavimo galvos traumu

Piktybine galvos trauma, iskaitant sukretusi kudikio sindroma, yra pagrindine mirties nuo fizinio smurto pries vaikus atveju priezastis JAV. Nauja studija rodo, kad mokamos seimos atostogos gali buti veiksmingos siekiant sumazinti ligoniniu priemima del tokio piktnaudziavimo. AHT dazniausiai pasitaiko vaikams iki 1 metu amziaus. Dr. Joanne Klevens, Nacionalinio ligu ir prevencijos centru traumu prevencijos ir kontroles centras (CDC) ir kolegos paskelbe savo isvadas zurnale "Injury Prevention".

(Health)