Neuroproteesit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 25.11.2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 13 muokkausta .

Neuroproteesi on tieteenala, joka sijaitsee neurotieteen ja biolääketieteen tekniikan  risteyksessä ja käsittelee hermoproteesien kehitystä .

Hermoproteesit ovat elektronisia implantteja , jotka voivat palauttaa motorisia, sensorisia ja kognitiivisia toimintoja, jos ne ovat kadonneet vamman tai sairauden vuoksi. Esimerkki tällaisista laitteista on sisäkorvaistute . Tämä laite palauttaa tärykalvon ja jalustimen suorittamat toiminnot simuloimalla simpukan taajuusanalyysiä . Ulkoinen mikrofoni poimii äänet ja käsittelee niitä; sitten prosessoitu signaali välitetään istutettuun lohkoon, joka mikroelektrodiryhmän kautta stimuloi kuulohermosäikeitä simpukassa. Korvaamalla tai vahvistamalla kadonneita aisteja näiden laitteiden tarkoituksena on parantaa vammaisten elämänlaatua.

Näitä implantoitavia laitteita käytetään usein myös neurotieteessä eläinkokeissa apuvälineenä aivojen ja niiden toiminnan tutkimuksessa. Langattomassa valvonnassa sähköisiä aivosignaaleja lähetetään koehenkilön aivoihin istutettujen elektrodien kautta, jolloin kohdetta voidaan tutkia ilman, että laite vaikuttaa tuloksiin.

Sähköisten signaalien tarkka tunnistaminen ja tallentaminen aivoissa auttaa ymmärtämään paremmin tietyistä toiminnoista vastaavien paikallisten hermosolujen välisiä yhteyksiä.

Neuraaliset implantit on suunniteltu mahdollisimman pieniksi invasiivisuuden minimoimiseksi, erityisesti aivoja, silmiä tai simpukkaa ympäröivillä alueilla. Nämä implantit kommunikoivat yleensä langattomasti proteeseihinsa. Lisäksi tehoa saadaan helposti langattomalla sähkönsiirrolla ihon läpi. Implantin vieressä oleva kudos on erittäin herkkä lämpötilan nousulle. Tämä tarkoittaa, että virrankulutus on pidettävä minimissä kudosvaurioiden välttämiseksi. [yksi]

Vuonna 2019 Carnegie Mellonin yliopiston ryhmä käytti ei-invasiivista käyttöliittymää päästäkseen signaaleihin syvällä aivojen sisällä ja kehittämään maailman ensimmäisen mielenhallinnan robottikäsivarren, joka voi seurata jatkuvasti ja sujuvasti tietokoneen kohdistinta. [2]

Tällä hetkellä sisäkorvaistute on yleisimmin käytetty neuroproteesissa. Joulukuussa 2010 noin 219 000 ihmistä ympäri maailmaa sai sen. [3]

Historia

Ensimmäinen tunnettu sisäkorvaimplantti luotiin vuonna 1957. Muita tärkeitä virstanpylväitä ovat ensimmäisen jalkaproteesin luominen hemiplegiaan vuonna 1961, ensimmäisen kuulo-aivorunko-istutteen luominen vuonna 1977 ja perifeerisen hermosillan luominen, joka istutettiin aikuisen rotan selkäytimeen vuonna 1981.

Sensoriset proteesit

Näköproteesit

Kuuloproteesit

Sisäkorvaistutteet , aivorungon kuuloimplantit ja keskiaivojen kuuloimplantteja ovat kuuloproteesien kolme pääluokkaa.

Sisäkorvaistutteita käytetään tukemaan puhutun kielen kehitystä lapsilla, jotka ovat kuuroja syntymästä lähtien. Sisäkorvaistutteita on istutettu noin 80 000 lapselle maailmanlaajuisesti.

Proteesit kivunlievitykseen

Moottoriproteesit

Virtsaamista säätelevät implantit

Pääartikkeli: Sakraalisen anteriorisen juuren stimulaattori .

Kun selkäydinvamma johtaa paraplegiaan, potilailla on vaikeuksia tyhjentää rakkoaan, mikä voi johtaa infektioon. Vuonna 1969 Brindley kehitti sakraalisen etunuoran stimulaattorin onnistuneilla ihmiskokeilla 1980-luvun alussa. [4] Tämä laite istutetaan sakraalisen selkäytimen anterioristen juurien ganglioihin; Ulkoisen lähettimen ohjaama se tarjoaa ajoittaista stimulaatiota, joka parantaa virtsarakon tyhjenemistä. Se auttaa myös ulostamista ja mahdollistaa miespotilaiden jatkuvan täyden erektion.

Samanlainen sakraalisen hermon stimulaatiomenettely on tarkoitettu inkontinenssin hallintaan ei-paraplegisilla potilailla [5] .

Moottoriproteesit tietoiseen liikkeenhallintaan

Sensoromotoriset proteesit

Kognitiiviset proteesit

Kognitiiviset neuroproteesit ovat laitteita, jotka helpottavat tiedon käsittelyä, tallentamista ja välittämistä ihmisaivoissa. Ihmisaivoja ei vielä ymmärretä hyvin, joten kognitiiviset neuroproteesit ovat edelleen tieteisfiktiota.

Sähkökemialliset neuroproteesit

Neuroproteesit kemiallisen ja sähköisen stimulaation ja selkäytimen motorisen harjoittelun yhdistelmällä [6] [7]

Muistiinpanot

  1. ↑ Daniel Harrison. In vivo -kehoanturien lämpövaikutusten minimoiminen . Käyttöönottopäivä: 5. toukokuuta 2010.  (linkki, jota ei voi käyttää)
  2. ↑ Mielen ohjattu robottikäsi toimii tehokkaasti ensimmäistä kertaa ilman aivoimplanttia . PreAbility (20. kesäkuuta 2019). Haettu 2. heinäkuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 2. heinäkuuta 2019.
  3. ↑ NIH-julkaisunro. 11-4798. Sisäkorvaistutteet . National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (1. maaliskuuta 2011). — "Joulukuuhun 2010 mennessä noin 219 000 ihmistä ympäri maailmaa on saanut implantteja. Yhdysvalloissa noin 42 600 aikuista ja 28 400 lasta on saanut ne." Haettu 16. marraskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 12. elokuuta 2012.
  4. ↑ Neuroproteesit - Wikipedia . Haettu 18. heinäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 14. heinäkuuta 2017.
  5. ↑ Neuroproteesit - Wikipedia . Haettu 18. heinäkuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 14. heinäkuuta 2017.
  6. ↑ Musienko P. Askel ympäri. Sähkökemialliset neuroproteesit - halvaantumista vastaan. Arkistokopio päivätty 13. joulukuuta 2012 Wayback Machinessa // Tiede ja elämä , nro 12, 2012.
  7. ↑ Kirill Stasevich Kuinka opettaa selkäydin itsenäiseksi // Tiede ja elämä . - 2016. - Nro 7. - S. 14-19. — URL-osoite: http://www.nkj.ru/archive/articles/29092/ Arkistoitu 12. maaliskuuta 2017 Wayback Machinessa
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa