Αναμείνατε ολίγον τι
Τεχνολογία

Τα νέα νευροπροσθετικά μέλη που λειτουργούν από την πρώτη εφαρμογή

Τα νέα νευροπροσθετικά μέλη που λειτουργούν από την πρώτη εφαρμογή

Πολλοί συνάνθρωποι μας είχαν την ατυχία να βρεθούν σε κάποιο ατύχημα ή να έχουν κάποιο σοβαρό πρόβλημα υγείας και να βρέθηκαν στην δυσμενή θέση να χρειαστούν κάποιο προσθετικό μέλος.

Αναμφίβολα είναι πάρα πολύ δύσκολο να βρεθεί κανείς σε αυτή την θέση. Πέρα όμως από αυτό, ακόμα και η διαδικασία να βρεις κανείς κάποιο προσθετικό μέλος είναι μία επίπονη διαδικασία. Θα πρέπει να ληφθούν υπόψιν διάφοροι παράγοντες, οι ανάγκες του ενδιαφερόμενου, η κατάσταση του οργανισμού του, η ηλικία του, η φυσική του κατάσταση, τα επίπεδα της μυϊκής του μάζας, το ύψος του, κ.ά.. 

Στην ουσία οι ειδικοί στον τομέα της προσθετικής/νευροπροσθετικής κάνουν ότι καλύτερο μπορούν για να κατασκευάσουν ένα εξατομικευμένο τεχνητό μέλος που να φαίνονται φυσικά, εύχρηστα και να αποκρίνονται σε πραγματικό χρόνο.

Σίγουρα έχει προχωρήσει αρκετά το πεδίο αυτό. Έχουμε δει να εισάγονται διεπαφές ελέγχου μέσω του εγκεφάλου (brain-computer interface / BCI) και μέλη που διαθέτουν βρόχο ανάδρασης. Αυτές οι τεχνολογίες όμως απαιτούν την … εκπαίδευση του ασθενή.

Τώρα όμως φαίνεται ότι υπάρχει ελπίδα να βελτιωθεί αυτό το σκέλος! Επιστήμονες του University of Michigan ανέπτυξαν μία νευροπροσθετική τεχνολογία που θα επαναφέρει στους ασθενείς την φυσική κίνηση του μέλους που έχασαν, από την πρώτη τοποθέτηση του – χωρίς να χρειαστεί να μάθουν πως να το χρησιμοποιούν!

Μία από τις μεγάλες προκλήσεις που καλούνται να αντιμετωπίσουν είναι η σύνδεση του με το νευρικό σύστημα του ασθενή. Να καταφέρουν να βρουν νευρικά σήματα που είναι αρκετά δυνατά και σταθερά ώστε να μπορεί να επικοινωνήσει το τεχνητό μέλος με τον εγκέφαλο του ασθενή.

Οι επιστήμονες ήδη γνωρίζουν ότι τα περιφερικά νεύρα (το δίκτυο των νεύρων που ξεκινά από τον νωτιαίο μυελό και τον εγκέφαλο και διακλαδώνεται μέσα στο σώμα μας) αν και κατέχουν πρωταγωνιστικό ρόλο στο να δώσουν στα προσθετικά μέλη στρωτές, απαλές και ακριβείς κινήσεις, είναι πολύ μικρά και είναι πάρα πολύ δύσκολο να εξασφαλίσουν ένα δυνατό ηλεκτρικό/νευρικό σήμα. Επίσης τα πράγματα γίνονται ακόμα πιο δύσκολα, αφού τέτοιες νευρικές απολήξεις καλύπτονται από τον ιστό που περιβάλλει την πληγή.

Η εν λόγω ομάδα όμως κατάφερε να ξεπεράσει αυτά τα εμπόδια. Στην ουσία έθεσε σε λειτουργία ένα αρκετά περίπλοκο εγχείρημα: περιέβαλε τις νευρικές απολήξεις με μικροσκοπικό μυϊκό ιστό, στα χέρια των συμμετεχόντων.

Το “περιτύλιγμα” λειτούργησε ως αναγεννητική “διεπαφή” που όχι μόνο εμπόδισε την ανάπτυξη επουλωτικού ιστού αλλά επέτρεψε στα ισχνά νευρικά σήματα να γίνουν εντονότερα.

“Απ’ όσο γνωρίζω, είδαμε την μεγαλύτερη διαφορά δυναμικού που έχει καταγραφεί από ένα νεύρο σε όλες τις προηγούμενες μελέτες”, ανέφερε η Cindy Chestek, αναπληρωτής καθηγητής του τμήματος βιοϊατρικής μηχανικής.

“Σε πρότερες προσεγγίσεις μπορούσε να δεις κανείς τιμές όπως 5 microvolts ή 50 microvolts – πάρα πολύ αδύναμα σήματα. Είναι η πρώτη φορά που βλέπουμε σήματα της τάξης των millivolts”.

Στο μεταξύ η ομάδα ανέπτυξε αλγορίθμους για την “εκμάθηση” του χειρισμού των βιονικών μελών που συνδέονται με αυτή την μέθοδο.

“Μπορούμε να κατασκευάσουμε ένα προσθετικό χέρι που να είναι σε θέση να κάνει πολλά πράγματα, αυτό όμως δεν σημαίνει ότι και ο άνθρωπος θα μπορεί να το χειρίζεται διαισθητικά. Η διαφορά φαίνεται όταν το μέλος δουλεύει από την πρώτη κιόλας προσπάθεια, κάτι που προσφέρει η προσέγγιση μας.”, αναφέρει η Chestek. “Δούλεψε από την πρώτη κιόλας προσπάθεια μας. Δεν χρειάζεται οι ενδιαφερόμενοι να μάθουν να το χρησιμοποιούν. Όλο το δύσκολο έργο της εκμάθησης γίνεται από τους αλγόριθμους μας. Αυτή είναι και η διαφορά από τις άλλες προσεγγίσεις”.

Στις δοκιμές που έγιναν, οι συμμετέχοντες μπόρεσαν να σηκώσουν αντικείμενα-blocks, να κουνήσουν τον αντίχειρα τους με μία ομαλή και συνεχής κίνηση, να σηκώσουν σφαιρικά αντικείμενα, ακόμα και να παίξουν μία έκδοση του γνωστού παιχνιδιού πέτρα, ψαλίδι, χαρτί.

Ένας από τους συμμετέχοντες της μελέτης, ο Joe Hamilton, που έχασε το χέρι του σε ένα ατύχημα με πυροτεχνήματα, δήλωσε: “Είναι σαν να έχεις το χέρι σου ξανά. Μπορείς να κάνεις οτιδήποτε μπορείς να κάνεις και με ένα πραγματικό χέρι. Σε επαναφέρει πίσω στην κανονικότητα”.

Αυτό είναι ένα τεράστιο βήμα προόδου για την νευροπροσθετική, το μεγαλύτερο που έχει γίνει εδώ και αρκετά χρόνια. Αντιπροσωπεύει την αλλαγή του πεδίου και το πως λειτουργεί, υπάρχει όμως ακόμα περιθώριο για βελτίωση και τεράστια επιτεύγματα. Όπως αναφέρει και η Chestek, τα πράγματα δεν σταματούν εδώ. Θα συνεχίζουν να εργάζονται σκληρά μέχρι να αποκτηθεί το “άγιο δισκοπότηρο” της νευροπροσθετικής: η πλήρης επαναφορά των κινήσεων, όπως αυτές ενός αρτιμελή ανθρώπου.

ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ: Το geekd.gr παρέχει μέσα από την αρθρογραφία του πληροφορίες βασισμένες σε επιστημονικές πηγές. Δεν παρέχει ιατρικές συμβουλές, διάγνωση ή θεραπεία. Το παραπάνω άρθρο και όποιο αντίστοιχο περιεχόμενο, δεν προορίζεται να αντικαταστήσει τις συμβουλές γιατρών ή άλλων επιστημόνων υγείας. Πάντα να ζητάτε τη συμβουλή ενός ειδικού σχετικά με την κατάσταση σας. Ποτέ μην παραβλέπετε την ιατρική συμβουλή ή να καθυστερήσετε να συμβουλευτείτε έναν ειδικό, με αφορμή κάτι που έχετε διαβάσει σε αυτή την ιστοσελίδα.

Πηγές

 

Μοιραστείτε το άρθρο

The following two tabs change content below.
agathan

agathan

Αποφοίτησα απο το τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κρήτης. Κάτα την διάρκεια εργάστηκα στην τεχνική υποστήριξη του τμήματος. Ακολούθησε το μεταπτυχιακό μου, Msc In Applied Mathematics at University Of Delaware. Ύστερα δούλεψα για μερικά χρόνια σαν web developer (CMS and what not) και SEO/Google Ads engineer.
Και τώρα είμαστε στο GeekD, μια λέξη που περιγράφει όλα τα παραπάνω.

"All we have to decide is what to do with the time that is given us."
-Gandalf The Grey, JRR Tolkien

Αφήστε ένα σχόλιο

Επιλογές της ομάδας
σκίτσο του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Πώς τα μυστικά των πρώτων αριθμών κάνουν τον κόσμο μας ασφαλέστερο
Πώς ο Ερατοσθένης υπολόγισε την περιφέρεια της Γης πάνω από 2000 χρόνια πριν;
Τι θα γινόταν αν ο αυτισμός ήταν ... υπερδύναμη;
Εκπληκτικές φωτογραφίες του Cassini λίγο πριν τη συντριβή του στον Κρόνο