protez aşk

Kertenkeleler kuyruklarını kaybettikten sonra yenilenebilirler ve yengeçler ayaklarını kaybettikten sonra yenilenebilirler, ancak görünüşte "ilkel" olan bu hayvanlarla karşılaştırıldığında, insanlar evrim sürecinde yenilenme yeteneklerinin çoğunu kaybetmişlerdir. Parmak uçlarını kaybettiklerinde yenilenebilen bebekler dışında, yetişkinlerde uzuvları yenileme yeteneği neredeyse sıfırdır. Sonuç olarak, kaza veya hastalık nedeniyle uzuvlarını kaybedenlerin yaşam kalitesi büyük ölçüde etkilenebilir ve amputelerin yaşamlarını iyileştirmek için doktorlar için biyolojik ikame bulmak önemli bir seçenek olmuştur.

Eski Mısır'a kadar, yapay uzuvların kayıtları var. Conan Doyle'un "Dörtün İşareti"nde, insanları öldürmek için protez uzuvlar kullanan bir katilin tanımı da var.

Bununla birlikte, bu tür protezler basit bir destek sağlar, ancak bir ampute'nin yaşam deneyimini önemli ölçüde iyileştirmesi pek olası değildir. İyi protezler her iki yönde de sinyal gönderebilmelidir: bir yandan hasta protezi otonom olarak kontrol edebilir; Öte yandan, protez bir uzvun, tıpkı sinirleri olan doğal bir uzuv gibi, hastanın beyninin duyu korteksine duyular gönderebilmesi ve onlara dokunma hissi vermesi gerekir.

Önceki çalışmalar, deneklerin (maymunlar ve insanlar) robotik kolları zihinleriyle kontrol etmelerini sağlamak için beyin kodlarını çözmeye odaklanmıştı. Ancak proteze bir anlam vermek de önemlidir. Kavrama gibi görünüşte basit bir süreç, karmaşık geri bildirimleri içerir, çünkü parmaklarımızın gücünü ellerimizin nasıl hissettiğine göre bilinçaltında ayarlarız, böylece bir şeyleri kaydırmayız veya çok fazla sıkıştırmayız. Önceden, protez elleri olan hastalar, nesnelerin gücünü belirlemek için gözlerine güvenmek zorundaydı. Anında yapabileceğimiz şeyleri yapmak çok fazla dikkat ve enerji gerektirir, ancak o zaman bile çoğu zaman işleri bozarlar.

2011 yılında Duke Üniversitesi maymunlar üzerinde bir dizi deney yaptı. Maymunlara, farklı malzemelerden nesneleri kavramak için sanal robotik kolları manipüle etmek için zihinlerini kullanmaları sağlandı. Sanal kol, farklı malzemelerle karşılaştığında maymunun beynine farklı sinyaller gönderdi. Eğitimden sonra, maymunlar belirli bir malzemeyi doğru bir şekilde seçebildi ve bir yiyecek ödülü aldı. Bu sadece protezlere dokunma hissi verme olasılığının bir ön gösterimi değil, aynı zamanda maymunların protez beyin tarafından gönderilen dokunsal sinyalleri, beyin tarafından proteze gönderilen motor kontrol sinyalleriyle bütünleştirebileceklerini ve tam bir sağduyu sağlayabileceklerini öne sürüyor. Dokunmadan duyuma, duyuya dayalı kontrol kolu seçimine kadar geri bildirim aralığı.

Deney, iyi olmakla birlikte, tamamen nörobiyolojikti ve gerçek bir protez uzuv içermiyordu. Bunu yapmak için de nörobiyoloji ile elektrik mühendisliğini birleştirmeniz gerekiyor. Bu yılın Ocak ve Şubat aylarında, İsviçre ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki iki üniversite, deney hastalarına duyu protezlerini takmak için aynı yöntemi kullanarak bağımsız olarak makaleler yayınladı.

Şubat ayında, İsviçre, Lozan'daki Ecole Polytechnique'deki bilim adamları ve diğer kurumlar, Science Translational Medicine'de yayınlanan bir makalede araştırmalarını bildirdiler. 36 yaşındaki bir denek Dennis Aabo S? Rensen, robotik elinde farklı duyumlar üreten 20 duyusal bölge ile.

Tüm süreç karmaşıktır. İlk olarak, Roma'daki Gimili Hastanesindeki doktorlar, Sorensen'in iki kol sinirine, medyan ve ulnar sinirlerine elektrotlar yerleştirdi. Ulnar sinir küçük parmağı kontrol ederken, median sinir işaret parmağını ve başparmağı kontrol eder. Elektrotlar yerleştirildikten sonra doktorlar, Sorensen'in medyan ve ulnar sinirlerini yapay olarak uyararak ona uzun zamandır hissetmediği bir şey verdi: Kayıp elinin hareket ettiğini hissetti. Yani Sorensen'in sinir sisteminde bir sorun yok.

Lozan'daki Ecol Polytechnique'deki bilim adamları daha sonra robotik ele basınç gibi koşullara dayalı olarak elektrik sinyalleri gönderebilen sensörler bağladılar. Son olarak, araştırmacılar robotik kolu Sorensen'in kopmuş koluna bağladılar. Robotik eldeki sensörler, insan elindeki duyu nöronlarının yerini alıyor ve sinirlere yerleştirilen elektrotlar, kayıp kolda elektrik sinyallerini iletebilen sinirlerin yerini alıyor.

Ekipmanı kurduktan ve hata ayıkladıktan sonra, araştırmacılar bir dizi test gerçekleştirdi. Diğer dikkat dağıtıcı şeyleri önlemek için Sorensen'in gözlerini bağladılar, kulaklarını kapattılar ve sadece robotik el ile dokunmasına izin verdiler. Sorensen'in yalnızca dokunduğu nesnelerin sertliğini ve şeklini yargılamakla kalmayıp, aynı zamanda ahşap nesneler ve kumaş gibi farklı malzemeleri ayırt edebildiğini buldular. Dahası, manipülatör ve Sorensen'in beyni iyi koordine edilmiş ve duyarlıdır. Böylece bir şey aldığında gücünü hızla ayarlayabilir ve sabit tutabilir. Lozan'daki Ecole Polytechnique tarafından sağlanan bir videoda Sorensen, "Bu beni şaşırttı çünkü ANINDA son dokuz yıldır hissetmediğim bir şeyi hissedebiliyordum," dedi. "Kolumu hareket ettirdiğimde, ne yaptığımı izlemek yerine ne yaptığımı hissedebiliyordum."

Benzer bir çalışma Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Case Western Reserve Üniversitesi'nde yapıldı. Konuları Madison, Ohio'dan 48 yaşındaki Igor Spetic'ti. Jet motorları için alüminyum parçalar yaparken üzerine bir çekiç düştüğünde sağ elini kaybetti.

Case Western Reserve Üniversitesi araştırmacıları tarafından kullanılan teknik, Lozan'daki ECOLE Polytechnique'de kullanılan teknikle kabaca aynıdır, ancak önemli bir fark vardır. Lozan'daki Ecole Polytechnique'de kullanılan elektrotlar, Sorensen'in kolundaki nöronları aksona deldi; Case Western Reserve Üniversitesi'ndeki elektrotlar, nörona nüfuz etmez, bunun yerine yüzeyini çevreler. İlki, hastalara daha karmaşık ve nüanslı duygular vererek daha kesin sinyaller üretebilir.

Ancak bunu yapmanın hem elektrotlar hem de nöronlar için potansiyel riskleri vardır. Bazı bilim adamları, istilacı elektrotların nöronlar üzerinde kronik yan etkilere neden olabileceğinden ve elektrotların daha az dayanıklı olacağından endişe duyuyor. Bununla birlikte, her iki kurumdaki araştırmacılar, yaklaşımlarının zayıf yönlerinin üstesinden gelebileceklerinden eminler. Spiderdick ayrıca zımpara kağıdı, pamuk topları ve saçtan oldukça kesin bir ayrılma hissi üretir. Ancak Lozan'daki Ecole Polytechnique'deki araştırmacılar, sıçanlarda dokuz ila 12 ay süren istilacı elektrotlarının dayanıklılığı ve kararlılığından emin olduklarını söylediler.

Yine de bu araştırmayı piyasaya sürmek için henüz çok erken. Dayanıklılık ve güvenliğe ek olarak, duyusal protezlerin rahatlığı hala yeterli olmaktan uzaktır. Protezler takılırken Sorenson ve Specdick laboratuvarda kaldı. Bir sürü kablo ve alet içeren elleri, bilimkurgunun biyonik uzuvlarına hiç benzemiyor. Lozan'daki Ecole Polytechnique'de çalışma üzerinde çalışan bir profesör olan Silvestro Micera, normal olanlara benzeyen ilk duyusal protezlerin laboratuvardan çıkmasının birkaç yıl süreceğini söyledi.

"Yaptıklarını görmek beni heyecanlandırıyor. Umarım başkalarına yardımcı olur. Bilimin uzun zaman aldığını biliyorum. Şimdi kullanamazsam, ama bir sonraki kişi kullanabilir, bu harika."

news

Gönderim zamanı: Ağu-14-2021