cs.3b-international.com
Neuroprostétika: Obnovení zranení pomocí síly vasí mysli
Neuroprostétika, také známá jako rozhraní mozku a pocítace, je zarízení, které pomáhá lidem s motorickým nebo smyslovým postizením znovu získat kontrolu nad jejich smysly a pohyby vytvorením spojení mezi mozkem a pocítacem. Jinými slovy, tato technologie umoznuje lidem pohybovat se, slyset, videt a dotýkat se pomocí myslenky samotné. Jak neuroprostotika funguje? Podíváme se na pet hlavních prulomu v této oblasti, abychom zjistili, jak daleko jsme prisli - a jak daleko dále muzeme jít - pomocí práve síly nasí mysli.
Pomocí elektrod, pocítace a síly myslení mohou neuroprotetické prístroje pomoci pacientum s motorickými nebo smyslovými potízemi pohybovat, cítit, slyset a videt.
Kazdý rok stovky tisíc lidí po celém svete ztratily kontrolu nad jejich koncetinami v dusledku poranení jejich míchy. Ve Spojených státech zije az 347 000 lidí se zranením míchy (SCI) a témer polovina techto lidí se nemuze dostat z krku dolu.
Pro tyto lidi mohou neuroprotetické prístroje nabízet nejakou potrebnou nadeji.
Rozhraní mozku (BCI) obvykle zahrnují elektrody - umístené na lidské lebce, na povrchu mozku nebo v mozkové tkáni - které monitorují a merí cinnost mozku, ke které dochází, kdyz mozek "myslí" myslenku. Vzor této mozkové aktivity je pak "prekládán" do kódu nebo algoritmu, který je "napájen" do pocítace. Pocítac naopak mení kód na príkazy, které vytvárejí pohyb.
Neuroprostétika není uzitecná pouze pro lidi, kterí nemohou pohybovat rukama a nohama; pomáhají také tem, kterí mají smyslové postizení. Svetová zdravotnická organizace (WHO) odhaduje, ze priblizne 360 milionu lidí na celém svete má ztrátu sluchu, zatímco dalsích 39 milionu lidí je slepých.
Pro nekteré z techto lidí neuroprostatické látky, jako jsou kochleární implantáty a bionické oci, jim vrátily své smysly a v nekterých prípadech jim umoznily slyset nebo videt poprvé.
Zde prezkoumáme pet nejvýznamnejsích vývoju v neuroprotetické technologii a podíváme se, jak fungují, proc jsou uzitecné a jak se nekteré z nich budou v budoucnu vyvíjet.
Implantát ucha
Pravdepodobne "nejstarsí" neuroprotetické zarízení, kochleární implantáty (nebo usní implantáty) jsou jiz nekolik desetiletí a jsou ztelesnením úspesné neuroprotetiky.
Americký úrad pro kontrolu potravin a léciv (FDA) schválil kochleární implantáty uz v roce 1980 a do roku 2012 bylo implantátem témer 60 000 osob v USA. Po celém svete bylo zarízení implantováno více nez 320 000 lidí.
Kochleární implantát pracuje tím, ze obejde poskozené cásti ucha a stimuluje sluchový nerv se signály získanými pomocí elektrod. Signály prenásené sluchovým nervem do mozku jsou vnímány jako zvuky, ackoli sluch do implantátu usí se zcela lisí od pravidelného sluchu.
Ackoli nedokoncené kochleární implantáty umoznují uzivatelum rozlisit rec osobne nebo telefonicky, s médii plnými emocních úctu lidí, kterí se mohli poprvé slyset s pomocí tohoto senzorického neuroprotetického prístroje.
Zde muzete sledovat video 29leté zeny, která se poprvé slysí pomocí kochleárního implantátu:
Ocní implantát
První umelá sítnice - nazývaná Argus II - je vyrobena výhradne z elektrod implantovaných do oka a byla schválena FDA v únoru 2013. Stejne jako kochleární implantát tento neuroprostýt obejde poskozenou cást sítnice a prenásí signály, zachycené pripojenou kamerou, do mozku.
To se provádí transformací obrazu na svetlé a tmavé obrazové body, které se premenují na elektrické signály. Elektrické signály jsou pak prenáseny na elektrody, které pak posílají signál do optického nervu mozku.
Zatímco Argus II neobnovuje zcela videní, umoznuje pacientum s pigmentózní retinitidou - stav, který poskozuje fotoreceptory oka - rozlisovat kontury a tvary, coz podle mnoha pacientu významne ovlivnuje jejich zivot.
Retinitis pigmentosa je neurodegenerativní onemocnení, které postihuje priblizne 100 000 lidí v USA Od svého schválení více nez 200 pacientu s pigmentózou retinitidy melo implantát Argus II a spolecnost, která jej navrhla, pracuje v soucasné dobe k tomu, aby umoznila detekci barev a zlepsila rozlisení zarízení.
Neuroprostétika pro osoby se SCI
Témer 350 000 lidí ve Spojených státech odhaduje, ze zije s SCI a 45 procent tech, kterí meli SCI od roku 2010, jsou povazováni za tetraplegii - to je paralyzovaní z krku dolu.
Na Zdravotní novinky dnes, nedávno jsme informovali o prukopnickém experimentu s jedním pacientem, který umoznil cloveku s kvadriplegií pohybovat se rukama pouhým silou jeho myslenek.
Bill Kochevar mel elektrody, které mu chirurgicky zasadily do mozku. Po výcviku BCI, aby se "naucil" mozkovou aktivitu, která odpovídala pohybum, o kterých si myslel, se tato aktivita zmenila na elektrické impulsy, které se pak prenesly zpátky k elektrodám v jeho mozku.
Stejne tak, ze kochleární a vizuální implantáty obcházejí poskozené oblasti, tak i tato oblast BCI se vyvaruje "zkratu" mezi mozkem a svaly pacienta vytvorenými SCI.
S pomocí tohoto neuroprotetika mohl pacient úspesne pít a krmit se. "Bylo to úzasné," ríká Kochevar, "protoze jsem premýslela o tom, ze mi premístila ruku a to bylo." Kochevar byl prvním pacientem na svete, který testoval neuroprotetické zarízení, které je v soucasnosti k dispozici pouze pro výzkumné úcely.
Více informací o tomto neuroprotetickém prípravku naleznete v následujícím videu:
Nicméne, to není místo, kde se SCI neuroprostatika zastaví. Laborator Courtine - vedená neurologikem Gregoire Courtine v Lausanne, Svýcarsko - neúnavne pracuje na pomoci zraneným lidem, aby znovu získali kontrolu nad nohama. Jejich výzkumné úsilí s potkany umoznilo paralyzovaným hlodavcum chodit, dosazeno pouzitím elektrických signálu a stimulováním nervu v oddelené míchce.
"Veríme, ze tato technologie muze jednoho dne významne zlepsit kvalitu zivota lidí, kterí jsou konfrontováni s neurologickými poruchami," ríká Silvestro Micera, spoluautor experimentu a neuroinzenýr ve spolecnosti Courtine Labs.
Profesor Courtine nedávno také vedl mezinárodní tým výzkumných pracovníku k úspesnému vytvorení dobrovolného pohybu nohou u opic rhesus. Toto bylo poprvé, kdy byl neuroprotetický pouzíván k umoznení chuze v primátu jiných nez lidských.
Nicméne "muze trvat nekolik let, nez vsechny slozky této intervence mohou být testovány u lidí," ríká profesor Courtine.
Ruka, která cítí
Silvestro Micera vedl také dalsí projekty neuroprosthetiky, mezi nez patrí i rameno, které "cítí". V roce 2014, MNT na první umelé ruce, která byla rozsírena o senzory.
Výzkumníci zmerili napetí v slach umelé ruky, která rídí pohyby uchopení a zmenila ho na elektrický proud. Na druhou stranu, pomocí algoritmu, to bylo prelozeno do impulzu, které byly pak posílány do nervu v pazi, coz vyvolalo pocit dotyku.
Od té doby se zlepsilo protetické rameno, které "cítí". Výzkumníci z University of Pittsburgh a University of Pittsburgh Medical Center, obe v Pensylvánii, testovali BCI na jediného pacienta s quadriplegií: Nathan Copeland.
Vedci implantovali plást mikroelektrod pod povrch Copelandova mozku - totiz ve svém primárním somatosenzorickém kortexu - a spojili je s protetickým ramenem vybaveným senzory. To umoznilo pacientovi cítit pocity dotyku, které mu pripadaly, jako by patrily k vlastní paralyzované ruce.
Kdyz byl Copeland schopen identifikovat, který prst na jeho protetické rameni byl dotcen, zatímco byl zavázán ocima. Pocity, které vnímal, se lisily v intenzite a cítili se jako ruzné tlaky.
Neuroprostatika pro neurony?
Videli jsme, ze protetická mozková kontrola muze obnovit pocit dotyku, sluchu, zraku a pohybu pacientu, ale mohli bychom vytvorit mozkovou protézu?
Vedci z australské národní univerzity v Canberre dokázali umele vypestovat mozkové bunky a vytvorit funkcní mozkové obvody, které pripravují cestu pro neuroprosthetiku mozku.
Aplikací geometrie nanocáru na polovodicovou desticku doktor Vini Gautam, výzkumná skola inzenýrské spolecnosti ANU a kolegové prisli s lesením, které umoznuje rust a propojení mozkových bunek synapticky.
Vedoucí projektové skupiny Dr. Vincent Daria z John Curtin School of Medical Research v Austrálii vysvetluje úspech svého výzkumu:
"Byli jsme schopni predpovedet propojení mezi neurony a ukázat jim, ze jsou funkcní s neurony, které strídají synchrónne. Tato práce by mohla otevrít nový výzkumný model, který vytvárí silnejsí spojení mezi nanotechnologií materiálu a neuroved".
Neuroprostétika mozku muze pomoci pacientum, kterí utrpeli cévní mozkovou príhodu nebo kterí zijí s neurodegenerativními chorobami, aby se jednou z nich neurologicky zotavili.
Kazdý rok ve Spojených státech utrpel mrtvici témer 800 000 lidí a více nez 130 000 lidí zemrelo. Neurodegenerativní onemocnení jsou také rozsírené, u 5 milionu dospelých v USA se odhaduje, ze zijí s Alzheimerovou chorobou, 1 milionu má Parkinsonovou chorobu a 400 000 má roztrousenou sklerózu.
Naucte se o nejnovejsím úsilí spolecnosti Facebook: vývoj BCI.
Hnojení: Vás tehotenství týdne týdne
Obsah týden 3: Hnojení Chromozomy Velikost plodu Oplodnení vajícka se spermatem obvykle probíhá behem dvou týdnu po prvním dni vaseho posledního menstruacního období. Týden tehotenství, který vstupujete, je datován od prvního dne vaseho posledního období. To znamená, ze behem prvních dvou týdnu nejste skutecne tehotná - vase telo se pripravuje na normální ovulaci.
Genetická terapie by mohla zabránit Alzheimerove chorobe, tvrdí studie
Genetická lécba, která prenásí virus na gen v mozku, by mohla být pouzita k lécbe Alzheimerovy nemoci v raném stadiu, ríká výzkum publikovaný v casopise Proceedings of the National Academy of Sciences. U Alzheimerovy choroby vznikají amyloidní plaky v mozku. Alzheimerova choroba je nejbeznejsí druh demence.
