Como os implantes cerebrais pode ajudar pessoas paralisadas

Mesmo um movimento tão simples como levantar uma xícara de chá, o seu corpo necessita de muita ação. Os músculos das mãos devem trabalhar para movê-lo para a taça. Os músculos da palma da mão deve estar aberta, de modo que você pode agarrar o copo, e depois fechar os dedos em torno de segurá-la de volta. Em seguida, os músculos do ombro deve segurar a mão para que ele não vacilar por causa do peso extra do copo. Todos esses músculos têm de funcionar com precisão e de forma coordenada, enquanto você pensa que acabou fabricado chá em si.

Como faço para obter músculos paralisados?

É por isso que para tornar o membro paralisado mover novamente tão difícil. A maioria dos músculos paralisados ainda pode trabalhar, mas sua conexão com o cérebro tem sido perdido, por isso eles não recebem instruções para a ação. Infelizmente, os médicos ainda não aprendeu a restaurar a lesão da medula espinhal, mas não é uma solução. Nós podemos contorná-la e dar instruções aos músculos artificialmente. Através do desenvolvimento de tecnologia para a leitura e interpretação de atividade cerebral, estas instruções se pode vir diretamente da cabeça do paciente.

Nós podemos fazer os músculos paralisados ao trabalho, estimulando seus eletrodos dispostos dentro deles ou em torno dos nervos que os fornecem. Esta tecnologia é conhecida como "estimulação elétrica funcional." Ele pode ser usado não só para ajudar pessoas paralisadas a se mover, mas também para restaurar a função da bexiga, para estimular a tosse eficaz, bem como para o alívio da dor. Esta tecnologia pode fazer uma grande diferença para as vidas das pessoas com lesão medular.

Um estudo realizado por pesquisadores

Dimitar Blanc e seus colegas estão trabalhando em como combinar essa tecnologia com um conjunto complexo de instruções necessárias para operar com uma só mão. Se você quiser pegar uma xícara de chá, que é necessário para estimular os músculos, quando e quanto? Estas instruções são muito complexas, e não só por causa do grande número de músculos que estão envolvidos aqui. Assim que você beber o chá, as instruções mudaram, porque o peso do copo irá diminuir. A fim de fazer outra coisa, por exemplo, coçar o nariz, instruções será completamente diferente.

Ao invés de simplesmente testando várias instruções aos músculos paralisados, na esperança de encontrar os que trabalham, os pesquisadores usaram modelos de computador do sistema músculo-esquelético para calculá-los. Estes modelos são a descrição matemática de como os músculos, ossos e articulações operar durante os movimentos. Na simulação, é possível tornar os músculos mais fortes ou mais fracos, paralisado ou estimulada fora. Por isso, é possível testar de forma rápida e com segurança diferentes padrões de pulso para ver quais são mais bem sucedidos.

modelagem dos músculos

Para testar a tecnologia, os cientistas implantaram 24 eletrodos nos músculos e nervos dos participantes do estudo. Eles usaram uma simulação para decidir onde colocar os eletrodos, porque os músculos paralisados mais do que os eletrodos em modernos sistemas de estimulação elétrica funcional.

Se você tivesse uma escolha, que melhor estimular os músculos: subescapular ou periosteal? Se for necessário para estimular o nervo axilar, onde você quer colocar o eletrodo? Para responder a essas perguntas difíceis, os pesquisadores usaram uma simulação com diferentes conjuntos de eletrodos, e escolher o que permitiu um modelo de computador para fazer o movimento mais eficaz.

Actualmente a equipa está a trabalhar sobre um braço que se estabiliza grupo muscular, da referida virola em rotação. Se as instruções que você chegar a ele, a mão errada pode saltar para fora do ombro. É por isso que as simulações de computador são indispensáveis neste estudo. Para colocar esses participantes experimentos ninguém teria ousado.

novos desafios

Saiba como ativar os músculos paralisados para produzir o tráfego útil – esta é apenas metade do problema. Os cientistas também precisa decidir em que momento para ativar os músculos, por exemplo, quando o usuário quer pegar um objeto. Uma das opções – é a transmissão desta informação diretamente do cérebro. Recentemente, pesquisadores dos EUA usou o implante para ouvir células individuais no cérebro de uma pessoa paralisada. Uma vez que os vários movimentos associados a várias formas de actividade do cérebro, o participante pode escolher um dos seis movimentos pré-programado, que foram em seguida geradas por estimulação dos músculos da mão.

leitura cérebro

Enquanto este é um passo excitante para a frente no campo das próteses neurais, muitos problemas continuam por resolver. Idealmente, os implantes cerebrais devem trabalhar durante muitas décadas. Mas no momento em que é difícil de gravar até mesmo os sinais que são necessários dentro de algumas semanas, de modo que estes sistemas devem ser calibrados regularmente. Usando os novos modelos de implantes ou sinais cerebrais diferentes pode melhorar a estabilidade a longo prazo.

Além disso, os implantes de ouvir apenas uma pequena fração dos milhões de células que controlam nossos membros, de modo a amplitude de movimento pode ser bastante limitado. No entanto, o controle dos membros robóticos cerebrais com um certo grau de liberdade ainda não foi feita e as possibilidades desta tecnologia estão se desenvolvendo rapidamente.

tecnologia do futuro

Finalmente, o movimento suave, sem esforço que percebemos como algo dado como certo, são guiados por um sistema de feedback sensorial rica que diz ao cérebro, onde nossas mãos, e quando nossos dedos tocam os objetos. Estes sinais podem ser perdidas após a lesão, por isso os pesquisadores também estão trabalhando em implantes cerebrais que podem restaurar a sensação e movimento.

Alguns cientistas acreditam que a tecnologia de leitura do cérebro pode ajudar as pessoas de forma mais eficaz operável para interagir com computadores, telefones celulares e até mesmo diretamente dos cérebros de outras pessoas. No entanto, agora ele permanece no reino da ficção científica, enquanto os controles do cérebro para aplicações médicas está rapidamente se tornando uma realidade clínica.