Imħabba fil-proteżi

Il-gremxul jistgħu jirriġeneraw wara li jitilfu denbhom, u l-granċijiet jistgħu jirriġeneraw wara li jitilfu saqajhom, iżda meta mqabbla ma 'dawn l-annimali apparentement "primittivi", il-bnedmin tilfu ħafna mill-kapaċità li jirriġeneraw matul il-kors tal-evoluzzjoni. Il-ħila li tirriġenera riġlejn fl-adulti hija kważi xejn, bl-eċċezzjoni tat-trabi li jistgħu jirriġeneraw meta jitilfu ponot subgħajhom. Bħala riżultat, il-kwalità tal-ħajja ta 'dawk li jitilfu r-riġlejn minħabba inċident jew mard tista' tiġi affettwata ħafna, u s-sejba ta 'sostituzzjoni bijoloġika kienet għażla importanti għat-tobba biex itejbu l-ħajja ta' persuni amputati.

Sa mill-Eġittu tal-qedem, kien hemm rekords ta 'riġlejn artifiċjali. F’“The Sign of the Four” ta’ Conan Doyle, hemm ukoll deskrizzjoni ta’ qattiel li juża riġlejn prostetiċi biex joqtol in-nies.

Prostetiċi bħal dawn, madankollu, jipprovdu appoġġ sempliċi iżda x'aktarx li ma jtejbux b'mod sinifikanti l-esperjenza tal-ħajja ta 'persuna amputata. Prostetiċi tajbin għandhom ikunu jistgħu jibagħtu sinjali fiż-żewġ direzzjonijiet: minn naħa waħda, il-pazjent jista 'jikkontrolla l-prostetiċi b'mod awtonomu; Min-naħa l-oħra, riġlejn prostetiku jkun jeħtieġ li jkun jista 'jibgħat sensazzjonijiet lill-kortiċi sensorji tal-moħħ tal-pazjent, l-istess bħal riġlejn naturali bin-nervituri, li jagħtihom sens ta' mess.

Studji preċedenti ffukaw fuq id-dekodifikazzjoni tal-kodiċi tal-moħħ biex jippermettu lis-suġġetti (xadini u bnedmin) jikkontrollaw armi robotiċi b'moħħhom. Iżda huwa importanti wkoll li l-prostetika tagħti sens. Proċess li jidher sempliċi bħal taqbad jinvolvi feedback kumpless, hekk kif subkonxjament naġġustaw il-forza tas-swaba 'tagħna skont kif iħossu idejna, sabiex ma niżloqx l-affarijiet jew naqsruhom iebsa wisq. Preċedentement, pazjenti b'idejn prostetiċi kellhom jiddependu fuq l-għajnejn tagħhom biex jiddeterminaw is-saħħa tal-oġġetti. Jeħtieġ ħafna attenzjoni u enerġija biex nagħmlu affarijiet li nistgħu nagħmlu fuq il-fly, iżda anke hekk spiss ikissru l-affarijiet.

Fl-2011, l-Università Duke wettqet serje ta 'esperimenti fuq xadini. Huma kellhom xadini jużaw moħħhom biex jimmanipulaw armi robotiċi virtwali biex jaħtfu oġġetti ta 'materjali differenti. Id-driegħ virtwali bagħtet sinjali differenti lill-moħħ tax-xadina meta ltaqgħet ma 'materjali differenti. Wara t-taħriġ, ix-xadini setgħu jagħżlu b'mod korrett materjal partikolari u jirċievu premju tal-ikel. Din mhux biss hija turija preliminari tal-possibbiltà li l-prostetiċi jingħataw sens ta 'mess, iżda jissuġġerixxi wkoll li x-xadini jistgħu jintegraw is-sinjali tal-mess mibgħuta mill-moħħ tal-proteżi mas-sinjali tal-kontroll tal-mutur mibgħuta mill-moħħ lill-proteżi, li jipprovdu sħaħ sħiħ. firxa ta 'feedback minn mess għal sensazzjoni biex tikkontrolla l-għażla tad-driegħ ibbażata fuq is-sensazzjoni.

L-esperiment, filwaqt li tajjeb, kien purament newrobijoloġiku u ma kienx jinvolvi riġlejn prostetiku attwali. U biex tagħmel dan, trid tgħaqqad in-newrobijoloġija u l-inġinerija elettrika. F'Jannar u Frar ta 'din is-sena, żewġ universitajiet fl-Isvizzera u l-Istati Uniti ppubblikaw dokumenti b'mod indipendenti bl-użu tal-istess metodu biex iwaħħlu prostetiċi sensorji ma' pazjenti sperimentali.

Fi Frar, xjenzati fl-Ecole Polytechnique f'Lausanne, l-Isvizzera, u istituzzjonijiet oħra, irrappurtaw ir-riċerka tagħhom f'dokument ippubblikat fi Science Translational Medicine. Huma taw suġġett ta' 36 sena, Dennis Aabo S? Rensen, b'20 sit sensorju fl-idejn robotiku li jipproduċu sensazzjonijiet differenti.

Il-proċess kollu huwa kkumplikat. L-ewwel, tobba fl-Isptar Gimili ta 'Ruma impjantaw elettrodi fiż-żewġ nervituri tad-driegħ ta' Sorensen, in-nervituri medjan u ulnar. In-nerv ulnar jikkontrolla s-saba 'ċ-ċkejken, filwaqt li n-nerv medjan jikkontrolla s-saba' l-indiċi u l-kbir. Wara li ġew impjantati l-elettrodi, it-tobba stimulaw artifiċjalment in-nervituri medjani u ulnar ta’ Sorensen, u tawh xi ħaġa li kien ilu ma ħassx: ħass idu nieqsa miexja. Li jfisser li m'hemm xejn ħażin fis-sistema nervuża ta 'Sorensen.

Ix-xjentisti fl-Ecol Polytechnique f'Lausanne mbagħad qabbdu sensuri mal-id robotika li jistgħu jibagħtu sinjali elettriċi bbażati fuq kundizzjonijiet bħall-pressjoni. Fl-aħħarnett, ir-riċerkaturi qabbdu d-driegħ robotiku mad-driegħ maqtugħ ta 'Sorensen. Sensuri fl-idejn robotiċi jieħdu l-post tan-newroni sensorji fl-idejn tal-bniedem, u elettrodi mdaħħla fin-nervituri jissostitwixxu n-nervituri li jistgħu jittrasmettu sinjali elettriċi fid-driegħ mitluf.

Wara li waqqfu u ddebuggjaw it-tagħmir, ir-riċerkaturi wettqu serje ta 'testijiet. Biex jipprevjenu distrazzjonijiet oħra, għalqu lil Sorensen, għattlu widnejh u ħallewh imiss biss bl-id robotika. Sabu li Sorensen seta’ mhux biss jiġġudika l-ebusija u l-għamla tal-oġġetti li jmiss, iżda wkoll jiddistingwi bejn materjali differenti, bħal oġġetti tal-injam u drapp. Barra minn hekk, il-manipulatur u l-moħħ ta 'Sorensen huma kkoordinati tajjeb u jirreaġixxu. Allura jista 'malajr jaġġusta s-saħħa tiegħu meta jiġbor xi ħaġa u jżommha soda. “Ssorpriżani għax F’daqqa waħda stajt inħoss xi ħaġa LI ma kontx ħassejt għal dawn l-aħħar disa’ snin,” qal Sorensen f’filmat ipprovdut mill-Ecole Polytechnique f’Lausanne. "Meta ċaqlaq driegħi, stajt inħoss dak li kont qed nagħmel minflok nara x'qed nagħmel."

Studju simili sar fil-Case Western Reserve University fl-Istati Uniti. Is-suġġett tagħhom kien Igor Spetic, 48, minn Madison, Ohio. Huwa tilef idu l-leminija meta martell waqa’ fuqu waqt li kien qed jagħmel partijiet tal-aluminju għall-magni bil-ġett.

It-teknika użata mir-riċerkaturi tal-Case Western Reserve University hija bejn wieħed u ieħor l-istess bħat-teknika użata f'ECOLE Polytechnique f'Lausanne, b'differenza waħda importanti. L-elettrodi użati fl-Ecole Polytechnique f'Lausanne mtaqqba in-newroni fid-driegħ ta 'Sorensen fl-asson; L-elettrodi fil-Case Western Reserve University ma jippenetrawx in-newron, iżda minflok jiċċirkondaw il-wiċċ tiegħu. L-ewwel jista 'jipproduċi sinjali aktar preċiżi, li jagħti lill-pazjenti sentimenti aktar kumplessi u sfumati.

Iżda li tagħmel hekk għandha riskji potenzjali kemm għall-elettrodi kif ukoll għan-newroni. Xi xjenzati jinkwetaw li l-elettrodi invażivi jistgħu jikkawżaw effetti sekondarji kroniċi fuq in-newroni, u li l-elettrodi jkunu inqas durabbli. Madankollu, ir-riċerkaturi fiż-żewġ istituzzjonijiet huma kunfidenti li jistgħu jegħlbu d-dgħufijiet tal-approċċ tagħhom. Il-Spiderdick jipproduċi wkoll sens pjuttost preċiż ta 'separazzjoni minn sandpaper, blalen tal-qoton, u xagħar. Ir-riċerkaturi fl-Ecole Polytechnique f’Lausanne, madankollu, qalu li kienu kunfidenti tad-durabilità u l-istabbiltà tal-elettrodu invażiv tagħhom, li dam bejn disa’ u 12-il xahar fil-firien.

Xorta waħda, għadu kmieni wisq biex din ir-riċerka titqiegħed fis-suq. Minbarra d-durabilità u s-sigurtà, il-konvenjenza tal-prostetiċi sensorji għadha 'l bogħod milli biżżejjed. Sorenson u Specdick baqgħu fil-laboratorju waqt li kienu qed jitwaħħlu l-prostetiċi. Idejhom, b'ħafna wajers u aġġeġġi, ma jidhru xejn bħall-riġlejn bijonika tal-fantaxjenza. Silvestro Micera, professur fl-Ecole Polytechnique f’Lausanne li ħadem fuq l-istudju, qal li se jgħaddu bosta snin qabel ma l-ewwel prostetiċi sensorji, li jidhru eżatt bħal dawk normali, jistgħu joħorġu mil-laboratorju.

"Ninsab eċċitati li nara x'qed jagħmlu. Nispera li jgħin lill-oħrajn. Naf li x-xjenza tieħu ħafna żmien. Jekk ma nistax nużaha issa, iżda l-persuna li jmiss tista', dan huwa kbir."

news

Ħin tal-post: Awissu-14-2021