どのように脳インプラントは、麻痺の人を助けるかもしれません

お茶のカップを持ち上げるようにもこのような単純な運動は、あなたの体は多くのアクションが必要です。 手の筋肉がカップにそれを移動するために働かなければなりません。 手のひらの筋肉はあなたがカップを把握することができるように、オープンにして、彼女を引き止めるために周りに彼の指を閉じる必要があります。 それが原因カップの余分な重量の動揺しないようにし、肩の筋肉は手を保持する必要があります。 あなたはあなただけのお茶そのものを醸造していると思うしながら、すべてのこれらの筋肉は、正確かつ協調的に仕事をしなければなりません。

どのように私は麻痺した筋肉を得るのですか？

懸命に再び移動するには麻痺手足を行うことが理由です。 麻痺した筋肉の大半はまだ動作することができますが、脳への接続が失われているので、彼らが行動するための指示を得ることはありません。 残念ながら、医師はまだ脊髄損傷を回復するために学んでいないが、解決策があります。 我々はそれを回避することができますし、人為的に筋肉に指示を与えること。 脳活動の読み取りや解釈のための技術の開発を通じて、これらの命令は、一つは、患者の頭部から直接来ることができます。

私たちは、麻痺した筋肉は、それらの中またはそれらを供給する神経の周囲に配置され、その電極を刺激することによって動作するように作ることができます。 この技術はとして知られている「機能的電気刺激。」 麻痺し、人々が移動することを支援するだけでなく、使用することができ、また、膀胱機能を回復するために効果的な咳を刺激するだけでなく、痛みの軽減のために。 この技術は、脊髄損傷を持つ人々の生活に大きな違いを生むことができます。

研究者による研究

ディミタール・ブランと彼女の同僚は、片手を動作させるために必要な命令の複雑なセットでこの技術を組み合わせる方法に取り組んでいます。 あなたは筋肉を刺激し、いつ、どのくらいのことが必要であるお茶を、ピックアップしたい場合は？ これらの命令はしていないだけであるため、ここで関与している筋肉の多数の、非常に複雑です。 カップの重量が減少しますので、できるだけ早くあなたがお茶を飲むよう、命令は、変更されています。 例えば、他の何かを行うために、あなたの鼻に傷を付け、命令は完全に異なるものになります。

むしろ単に働くものを見つけることを期待して、麻痺した筋肉に様々な指示をテストするよりも、研究者はそれらを計算する筋骨格系のコンピュータモデルを使用していました。 これらのモデルは、筋肉、骨や関節の動きの間にどのように動作するかを数学的に記述されています。 シミュレーションでは、麻痺や外部刺激し、筋肉が強いか、弱いすることが可能です。 そのためには、迅速かつ安全に、より成功しているものを見るために異なるパルスパターンをテストすることが可能です。

筋肉のモデリング

技術をテストするために、科学者は、研究参加者の筋肉と神経に24個の電極を移植しました。 機能的電気刺激の最近のシステムでは、電極よりも麻痺した筋肉より多くのために彼らは、どこの電極を配置する場所を決定するためにシミュレーションを使用していました。

肩甲下または骨膜：あなたは選択肢を持っていた場合、何がより良い筋肉を刺激しますか？ あなたが、電極を配置する腋窩神経を刺激するために必要がある場合には？ これらの困難な質問に答えるために、研究者は、電極の異なるセットでシミュレーションを使用して、コンピュータモデルは、最も効果的な運動を行うことを許可のいずれかを選択します。

現在、チームは筋群、言っ回転フェルールを安定化アームに取り組んでいます。 あなたはそれを取得指示した場合、間違った手は肩の外にジャンプすることができます。 コンピュータシミュレーションは、この研究に不可欠である理由です。 これらの実験の参加者を配置するには、誰もあえてしないでしょう。

新たな挑戦

便利なトラフィックを生成するために麻痺した筋肉をアクティブにする方法を知っている - これは半分だけの問題です。 科学者たちはまた、ユーザーがオブジェクトをピックアップしたい場合、例えば、筋肉を活性化させるためにどのような時に決定する必要があります。 選択肢の一つは - 脳から直接この情報の伝達です。 最近、米国からの研究者が麻痺した人の脳内の個々のセルを聴くためのインプラントを使用しました。 脳活動の様々な形態に関連する様々な動きので、参加者は、次に、手の筋肉を刺激することによって生成された6予めプログラム動き、のいずれかを選択することができます。

脳の読書

これは、神経補綴の分野で前進エキサイティングなステップですが、多くの問題が未解決のまま。 理想的には、脳インプラントは何十年ものために働く必要があります。 しかし、現時点では、これらのシステムは、定期的に校正しなければならないように、数週間以内に必要とされていても信号を記録することは困難です。 インプラントまたは異なる脳信号の新しいデザインを使用すると、長期安定性を向上させることができます。

また、インプラントは、私たちの手足を制御する細胞の数百万人のごく一部に耳を傾け、その運動の範囲は非常に制限することができます。 しかし、ある程度の自由度を持つ脳ロボットの手足の制御はまだ行われてこの技術の可能性は急速に発展しています。

未来の技術

最後に、私たちは当たり前のものとして認識し、滑らか、楽な運動は、私たちの手が、私たちの指が物体に触れると脳に伝える豊かな感覚フィードバックシステムにより案内されています。 これらの信号は、損傷後に失われることがありますので、研究者はまた、感覚と運動を復元することができ、脳の移植に取り組んでいます。

一部の科学者は、脳の読み取り技術をより効果的に操作可能な人が他の人の脳からでも直接コンピュータ、携帯電話と相互作用するのを助けることができると信じています。 医療用途のための脳のコントロールがすぐに臨床現実になってきているのに対し、しかし、今では、サイエンスフィクションの世界に残っています。