Cariad mewn prostheteg

Gall madfallod adfywio ar ôl colli eu cynffonau, a gall crancod adfywio ar ôl colli eu traed, ond o'u cymharu â'r anifeiliaid hyn sy'n ymddangos yn "gyntefig", mae bodau dynol wedi colli llawer o'r gallu i adfywio yn ystod esblygiad. Mae'r gallu i adfywio aelodau mewn oedolion bron yn ddim, ac eithrio babanod a allai adfywio pan fyddant yn colli blaenau eu bysedd. O ganlyniad, gellir effeithio'n fawr ar ansawdd bywyd y rhai sy'n colli eu coesau oherwydd damwain neu afiechyd, ac mae dod o hyd i amnewid biolegol wedi bod yn opsiwn pwysig i feddygon wella bywydau amputees.

Cyn belled yn ôl â'r hen Aifft, bu cofnodion o aelodau artiffisial. Yn "The Sign of the Four," Conan Doyle mae disgrifiad hefyd o lofrudd yn defnyddio aelodau prosthetig i ladd pobl.

Fodd bynnag, mae prostheteg o'r fath yn darparu cefnogaeth syml ond maent yn annhebygol o wella profiad bywyd sawl sydd dan sylw yn sylweddol. Dylai prostheteg da allu anfon signalau i'r ddau gyfeiriad: ar y naill law, gall y claf reoli'r prostheteg yn annibynnol; Ar y llaw arall, byddai angen i aelod prosthetig allu anfon teimladau i cortecs synhwyraidd ymennydd y claf, yn union fel aelod naturiol â nerfau, gan roi ymdeimlad o gyffwrdd iddynt.

Mae astudiaethau blaenorol wedi canolbwyntio ar ddatgodio codau ymennydd i ganiatáu i bynciau (mwncïod a bodau dynol) reoli breichiau robotig â'u meddyliau. Ond mae'n bwysig hefyd rhoi synnwyr i'r prosthetig. Mae proses sy'n ymddangos yn syml fel gafael yn cynnwys adborth cymhleth, wrth i ni addasu grym ein bysedd yn isymwybodol yn ôl sut mae ein dwylo'n teimlo, fel nad ydyn ni'n llithro pethau i ffwrdd nac yn eu pinsio yn rhy galed. Yn flaenorol, roedd yn rhaid i gleifion â dwylo prosthetig ddibynnu ar eu llygaid i bennu cryfder gwrthrychau. Mae'n cymryd llawer o sylw ac egni i wneud pethau y gallwn eu gwneud ar y hedfan, ond hyd yn oed wedyn maen nhw'n torri pethau yn aml.

Yn 2011, cynhaliodd Prifysgol Duke gyfres o arbrofion ar fwncïod. Roedd ganddyn nhw fwncïod yn defnyddio eu meddyliau i drin breichiau robotig rhithwir i amgyffred gwrthrychau o wahanol ddefnyddiau. Anfonodd y fraich rithwir wahanol signalau i ymennydd y mwnci pan ddaeth ar draws gwahanol ddefnyddiau. Ar ôl hyfforddi, roedd y mwncïod yn gallu dewis deunydd penodol yn gywir a derbyn gwobr bwyd. Nid yn unig y mae hwn yn arddangosiad rhagarweiniol o'r posibilrwydd o roi ymdeimlad o gyffwrdd i brostheteg, ond mae hefyd yn awgrymu y gall mwncïod integreiddio'r signalau cyffyrddol a anfonir gan ymennydd y prosthesis â'r signalau rheoli modur a anfonir gan yr ymennydd i'r prosthesis, gan ddarparu llawn ystod o adborth o gyffwrdd i synhwyro i reoli dewis braich yn seiliedig ar y teimlad.

Roedd yr arbrawf, er ei fod yn dda, yn niwrobiolegol yn unig ac nid oedd yn cynnwys aelod prosthetig go iawn. Ac i wneud hynny, mae'n rhaid i chi gyfuno niwrobioleg a pheirianneg drydanol. Ym mis Ionawr a mis Chwefror eleni, cyhoeddodd dwy brifysgol yn y Swistir a'r Unol Daleithiau bapurau'n annibynnol gan ddefnyddio'r un dull i gysylltu prostheteg synhwyraidd â chleifion arbrofol.

Ym mis Chwefror, adroddodd gwyddonwyr yn yr Ecole Polytechnique yn Lausanne, y Swistir, a sefydliadau eraill, eu hymchwil mewn papur a gyhoeddwyd yn Science Translational Medicine. Fe wnaethant roi pwnc 36 oed, Dennis Aabo S? Rensen, gyda 20 o safleoedd synhwyraidd yn y llaw robotig sy'n cynhyrchu gwahanol deimladau.

Mae'r broses gyfan yn gymhleth. Yn gyntaf, mewnblannodd meddygon yn Ysbyty Gimili Rhufain electrodau yn nwy nerf braich Sorensen, y nerfau canolrif ac ulnar. Mae'r nerf ulnar yn rheoli'r bys bach, tra bod y nerf canolrifol yn rheoli'r bys mynegai a'r bawd. Ar ôl i'r electrodau gael eu mewnblannu, ysgogodd meddygon nerfau canolrif ac ulnar Sorensen yn artiffisial, gan roi rhywbeth nad oedd wedi'i deimlo ers amser maith: roedd yn teimlo bod ei law goll yn symud. Sy'n golygu nad oes unrhyw beth o'i le â system nerfol Sorensen.

Yna fe wnaeth gwyddonwyr yn yr Ecol Polytechnique yn Lausanne gysylltu synwyryddion â'r llaw robotig a allai anfon signalau trydanol yn seiliedig ar amodau fel pwysau. Yn olaf, cysylltodd yr ymchwilwyr y fraich robotig â braich Sorensen sydd wedi torri. Mae synwyryddion yn y llaw robotig yn cymryd lle niwronau synhwyraidd yn y llaw ddynol, ac mae electrodau a fewnosodir yn y nerfau yn disodli'r nerfau sy'n gallu trosglwyddo signalau trydanol yn y fraich goll.

Ar ôl sefydlu a difa chwilod yr offer, cynhaliodd yr ymchwilwyr gyfres o brofion. Er mwyn atal gwrthdyniadau eraill, fe wnaethant fwgwdio Sorensen, gorchuddio ei glustiau a gadael iddo gyffwrdd â'r llaw robotig yn unig. Fe wnaethant ddarganfod y gallai Sorensen nid yn unig farnu caledwch a siâp y gwrthrychau y cyffyrddodd â nhw, ond hefyd gwahaniaethu rhwng gwahanol ddefnyddiau, megis gwrthrychau pren a brethyn. Yn fwy na hynny, mae'r manipulator ac ymennydd Sorensen wedi'u cydgysylltu'n dda ac yn ymatebol. Felly gall addasu ei gryfder yn gyflym pan fydd yn codi rhywbeth a'i gadw'n gyson. "Fe wnaeth fy synnu oherwydd, yn SUDDENLY, roeddwn i'n gallu teimlo rhywbeth NAD oeddwn i wedi'i deimlo am y naw mlynedd diwethaf," meddai Sorensen mewn fideo a ddarparwyd gan yr Ecole Polytechnique yn Lausanne. "Pan symudais fy mraich, roeddwn i'n gallu teimlo beth roeddwn i'n ei wneud yn lle gwylio'r hyn roeddwn i'n ei wneud."

Gwnaethpwyd astudiaeth debyg ym Mhrifysgol Case Western Reserve yn yr Unol Daleithiau. Eu pwnc oedd Igor Spetic, 48, o Madison, Ohio. Collodd ei law dde pan ddisgynnodd morthwyl arno wrth wneud rhannau alwminiwm ar gyfer peiriannau jet.

Mae'r dechneg a ddefnyddir gan ymchwilwyr Prifysgol Case Western Reserve bron yr un fath â'r dechneg a ddefnyddir yn ECOLE Polytechnique yn Lausanne, gydag un gwahaniaeth pwysig. Roedd yr electrodau a ddefnyddiwyd yn yr Ecole Polytechnique yn Lausanne yn tyllu'r niwronau ym mraich Sorensen i'r axon; Nid yw'r electrodau ym Mhrifysgol Case Western Reserve yn treiddio'r niwron, ond yn hytrach maent yn amgylchynu ei wyneb. Efallai y bydd y cyntaf yn cynhyrchu signalau mwy manwl gywir, gan roi teimladau mwy cymhleth a naws i gleifion.

Ond mae risgiau posibl i'r electrodau a'r niwronau wneud hynny. Mae rhai gwyddonwyr yn poeni y gallai'r electrodau goresgynnol achosi sgîl-effeithiau cronig ar y niwronau, ac y byddai'r electrodau'n llai gwydn. Fodd bynnag, mae ymchwilwyr yn y ddau sefydliad yn hyderus y gallant oresgyn gwendidau eu dull. Mae'r Spiderdick hefyd yn cynhyrchu ymdeimlad eithaf manwl gywir o wahanu oddi wrth bapur tywod, peli cotwm, a gwallt. Dywedodd yr ymchwilwyr yn yr Ecole Polytechnique yn Lausanne, fodd bynnag, eu bod yn hyderus o wydnwch a sefydlogrwydd eu electrod goresgynnol, a barhaodd rhwng naw a 12 mis mewn llygod mawr.

Eto i gyd, mae'n rhy gynnar i roi'r ymchwil hon ar y farchnad. Yn ogystal â gwydnwch a diogelwch, mae cyfleustra prostheteg synhwyraidd yn bell o fod yn ddigon o hyd. Arhosodd Sorenson a Specdick yn y labordy tra roedd y prostheteg yn cael ei ffitio. Nid yw eu dwylo, gyda llawer o wifrau a theclynnau, yn edrych yn debyg i aelodau bionig ffuglen wyddonol. Dywedodd Silvestro Micera, athro yn yr Ecole Polytechnique yn Lausanne a weithiodd ar yr astudiaeth, y byddai sawl blwyddyn cyn y gallai'r prostheteg synhwyraidd gyntaf, sy'n edrych yn union fel rhai arferol, adael y labordy.

"Rwy'n gyffrous i weld beth maen nhw'n ei wneud. Rwy'n gobeithio ei fod yn helpu eraill. Rwy'n gwybod bod gwyddoniaeth yn cymryd amser hir. Os na allaf ei defnyddio nawr, ond gall y person nesaf, mae hynny'n wych."

news

Amser post: Awst-14-2021