Cinta dina prosthetics

Kadal bisa baranahan sanggeus leungit buntut, sarta keuyeup bisa baranahan sanggeus leungit suku maranéhanana, tapi dibandingkeun jeung ieu sato sigana "primitif", manusa geus leungit loba kamampuhan pikeun baranahan salila évolusi. Kamampuhan pikeun ngaregenerasi anggota awak di déwasa ampir nihil, iwal orok anu tiasa baranahan nalika kaleungitan ujung ramo. Hasilna, kualitas hirup jalma anu leungit anggota awak alatan kacilakaan atawa kasakit bisa greatly dipangaruhan, sarta manggihan panggantian biologis geus hiji pilihan penting pikeun dokter pikeun ngaronjatkeun kahirupan amputees.

Sajauh deui ka Mesir kuno, aya catetan ngeunaan anggota awak jieunan. Dina Conan Doyle "The Sign of the Four," aya ogé katerangan ngeunaan hiji murderer ngagunakeun anggota awak prosthetic pikeun maéhan jalma.

Prosthetics sapertos kitu, nyayogikeun dukungan anu saderhana tapi henteu mungkin sacara signifikan ningkatkeun pangalaman hirup amputee. Prosthetics alus kudu bisa ngirim sinyal dina dua arah: di hiji sisi, sabar bisa ngadalikeun prosthetics autonomously; Di sisi anu sanés, anggota awak prostétik kedah tiasa ngirimkeun sensasi ka korteks indrawi otak pasien, sapertos anggota awak alami anu ngagaduhan saraf, masihan aranjeunna rampa.

Studi saméméhna geus fokus kana decoding kodeu otak pikeun ngidinan subjék (monyét jeung manusa) ngadalikeun leungeun robot jeung pikiran maranéhanana. Tapi éta ogé penting pikeun masihan prosthetic rasa. Prosés anu katingalina saderhana sapertos nangkep ngalibatkeun tanggapan anu rumit, nalika urang sacara teu sadar nyaluyukeun gaya ramo urang dumasar kana rasa panangan urang, supados urang henteu nyéépkeun barang-barang atanapi nyiwitna keras teuing. Saméméhna, penderita leungeun prosthetic kedah ngandelkeun panon maranéhna pikeun nangtukeun kakuatan objék. Butuh loba perhatian jeung énergi pikeun ngalakukeun hal anu bisa urang laksanakeun dina laleur, tapi sanajan maranehna mindeng megatkeun hal.

Taun 2011, Duke University ngalaksanakeun sababaraha percobaan ka monyét. Aranjeunna kagungan monyét ngagunakeun pikiran maranéhna pikeun ngamanipulasi leungeun robot maya pikeun nangkep objék tina bahan béda. Panangan maya ngirimkeun sinyal anu béda kana otak monyét nalika mendakan bahan anu béda. Saatos latihan, monyét tiasa leres milih bahan khusus sareng nampi hadiah tuangeun. Ieu mah ngan saukur demonstrasi awal ngeunaan kamungkinan méré prosthetics rasa touch, tapi ogé nunjukkeun yén monyét bisa ngahijikeun sinyal tactile dikirimkeun otak prosthesis jeung sinyal kontrol motor dikirimkeun otak ka prosthesis, nyadiakeun pinuh. rentang eupan balik ti touch ka sensasi pikeun ngadalikeun pilihan panangan dumasar kana sensasi.

Percobaan, bari alus, éta murni neurobiological sarta henteu ngalibetkeun hiji dahan prosthetic sabenerna. Sareng pikeun ngalakukeun éta, anjeun kedah ngagabungkeun neurobiologi sareng rékayasa listrik. Dina Januari jeung Fébruari taun ieu, dua paguron luhur di Swiss jeung Amérika Sarikat diterbitkeun makalah sacara mandiri ngagunakeun métode anu sarua pikeun ngagantelkeun prosthetics indrawi ka penderita eksperimen.

Dina bulan Pebruari, para ilmuwan di Ecole Polytechnique di Lausanne, Swiss, sareng lembaga anu sanés, ngalaporkeun panalungtikanana dina makalah anu diterbitkeun dina Science Translational Medicine. Aranjeunna masihan subyek 36 taun heubeul, Dennis Aabo S? Rensen, kalawan 20 situs indrawi dina leungeun robotic nu ngahasilkeun sensations béda.

Sakabeh prosés pajeulit. Kahiji, dokter di Rumah Sakit Gimili Roma implanted éléktroda dina dua saraf panangan Sorensen, saraf median jeung ulnar. Saraf ulnar ngadalikeun ramo leutik, sedengkeun saraf median ngadalikeun ramo indéks jeung jempol. Saatos éléktroda dipasang, dokter sacara artifisial ngarangsang saraf median sareng ulnar Sorensen, masihan anjeunna hal anu lami teu dirasakeun: anjeunna karasaeun leungeunna leungit. Anu hartosna teu aya anu lepat sareng sistem saraf Sorensen.

Élmuwan di Ecol Polytechnique di Lausanne teras napelkeun sénsor kana leungeun robot anu tiasa ngirim sinyal listrik dumasar kana kaayaan sapertos tekanan. Tungtungna, para panalungtik nyambungkeun panangan robot kana panangan anu dipotong Sorensen. Sénsor dina leungeun robotic nyokot tempat neuron indrawi dina leungeun manusa, sarta éléktroda diselapkeun kana saraf ngaganti saraf nu bisa ngirimkeun sinyal listrik dina leungeun leungit.

Saatos nyetél sareng nga-debug alat, panalungtik ngalaksanakeun sababaraha tés. Pikeun nyegah gangguan anu sanés, aranjeunna nutupan Sorensen, nutupan ceulina sareng ngantepkeun anjeunna ngan ukur nganggo panangan robot. Aranjeunna kapanggih yén Sorensen teu ukur bisa nangtoskeun karasa jeung bentuk objék anjeunna keuna, tapi ogé ngabedakeun antara bahan béda, kayaning objék kai jeung lawon. Naon deui, manipulator sareng otak Sorensen koordinasi sareng responsif. Janten anjeunna tiasa gancang nyaluyukeun kakuatanna nalika nyandak hiji hal sareng tetep ajeg. "Éta kaget kuring sabab ujug-ujug kuring tiasa ngaraosan hiji hal anu kuring henteu kantos karasa salami salapan taun ka pengker," saur Sorensen dina pidéo anu disayogikeun ku Ecole Polytechnique di Lausanne. "Nalika kuring ngagerakkeun panangan kuring, kuring tiasa ngaraosan naon anu kuring lakukeun tibatan ningali naon anu kuring lakukeun."

Panaliti anu sami dilakukeun di Case Western Reserve University di Amérika Serikat. Subjekna nyaéta Igor Spetic, 48, ti Madison, Ohio. Anjeunna leungit leungeun katuhu na nalika palu murag kana anjeunna bari nyieun bagian aluminium pikeun mesin jet.

Téhnik anu digunakeun ku panalungtik Case Western Reserve University kira-kira sarua jeung téknik anu digunakeun di ECOLE Polytechnique di Lausanne, kalayan hiji bédana anu penting. Éléktroda dipaké di Ecole Polytechnique di Lausanne nojos neuron dina panangan Sorensen kana axon nu; Éléktroda di Case Western Reserve University henteu nembus neuron, tapi ngurilingan permukaanna. Anu mimiti tiasa ngahasilkeun sinyal anu langkung tepat, masihan pasien langkung kompleks sareng perasaan anu langkung bernuansa.

Tapi ngalakukeun kitu ngagaduhan résiko poténsial pikeun éléktroda sareng neuron. Sababaraha élmuwan hariwang yén éléktroda invasif tiasa nyababkeun efek samping kronis dina neuron, sareng yén éléktroda bakal kirang awét. Sanajan kitu, peneliti di duanana lembaga yakin maranéhna bisa nungkulan kalemahan pendekatan maranéhanana. The Spiderdick ogé ngahasilkeun rasa cukup tepat misahkeun tina sandpaper, bal katun, sarta bulu. Para panalungtik di Ecole Polytechnique di Lausanne, kumaha oge, ceuk maranehna yakin tina durability jeung stabilitas éléktroda invasif maranéhanana, nu lumangsung antara salapan jeung 12 bulan di beurit.

Masih, teuing awal pikeun nempatkeun ieu panalungtikan dina pasaran. Salian daya tahan sareng kaamanan, genah tina prosthetics indrawi masih jauh tina cukup. Sorenson sareng Specdick cicing di laboratorium nalika prosthetics dipasang. Leungeunna, kalayan seueur kabel sareng gadget, henteu katingali sapertos anggota awak bionik fiksi ilmiah. Silvestro Micera, profesor di Ecole Polytechnique di Lausanne anu damel dina pangajaran, nyarios bakal sababaraha taun sateuacan prosthetics indrawi anu munggaran, anu katingali sapertos anu normal, tiasa ngantunkeun laboratorium.

"Kuring bungah ningali naon anu aranjeunna lakukeun. Kuring miharep éta mantuan batur. Kuring nyaho elmu butuh waktu lila. Lamun kuring teu bisa make ayeuna, tapi jalma hareup bisa, éta hébat ".

news

waktos pos: Aug-14-2021