Neuroprotetice

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 25 noiembrie 2019; verificările necesită 13 modificări .

Neuroprotetica  este o disciplină care se află la intersecția dintre neuroștiință și ingineria biomedicală și se ocupă cu dezvoltarea protezelor neuronale .

Protezele neuronale sunt implanturi electronice care pot restabili funcțiile motorii, senzoriale și cognitive dacă s-au pierdut din cauza unei răni sau boli. Un exemplu de astfel de dispozitive este implantul cohlear . Acest dispozitiv restabilește funcțiile îndeplinite de membrana timpanică și de etrier prin simularea analizei de frecvență în cohlee . Un microfon extern preia sunetele și le procesează; apoi semnalul procesat este transmis blocului implantat, care prin intermediul rețelei de microelectrozi stimulează fibrele nervoase auditive din cohlee. Prin înlocuirea sau amplificarea simțurilor pierdute, aceste dispozitive își propun să îmbunătățească calitatea vieții persoanelor cu dizabilități.

Aceste dispozitive implantabile sunt, de asemenea, utilizate frecvent în neuroștiință în experimentele pe animale ca instrument de ajutor în studiul creierului și a funcționării acestuia. În monitorizarea fără fir, semnalele electrice ale creierului sunt trimise prin electrozi implantați în creierul subiectului, prin care subiectul poate fi studiat fără ca un dispozitiv să afecteze rezultatele.

Sentirea și înregistrarea precisă a semnalelor electrice în creier va ajuta la înțelegerea mai bună a conexiunilor dintre grupurile locale de neuroni responsabili pentru anumite funcții.

Implanturile neuronale sunt concepute cât mai mici posibil pentru a minimiza invazivitatea, în special în zonele din jurul creierului, ochilor sau cohleei. Aceste implanturi comunică de obicei fără fir cu protezele lor. În plus, puterea este ușor de obținut prin transmiterea fără fir a electricității prin piele. Țesutul adiacent implantului este foarte sensibil la creșterea temperaturii. Aceasta înseamnă că consumul de energie trebuie menținut la minimum pentru a evita deteriorarea țesuturilor. [unu]

În 2019, un grup de la Universitatea Carnegie Mellon a folosit o interfață neinvazivă pentru a accesa semnale adânc în interiorul creierului și a dezvolta primul braț robotic controlat de minte din lume, care poate urmări continuu și fără probleme cursorul unui computer. [2]

În prezent, implantul cohlear este cel mai utilizat în neuroprotezare. În decembrie 2010, aproximativ 219.000 de persoane din întreaga lume l-au primit. [3]

Istorie

Primul implant cohlear cunoscut a fost creat în 1957. Alte repere importante sunt crearea primei proteze de picior pentru hemiplegie în 1961, crearea primului implant de trunchi cerebral auditiv în 1977 și crearea unei neuropunți periferice implantate în măduva spinării unui șobolan adult în 1981.

Proteze senzoriale

Proteză vizuală

Proteze auditive

Implanturile cohleare , implanturile auditive ale trunchiului cerebral și implanturile auditive mezencefalului sunt cele trei categorii principale pentru protezele auditive.

Implanturile cohleare sunt folosite pentru a sprijini dezvoltarea limbajului vorbit la copiii care sunt surzi de la nastere. Implanturile cohleare au fost implantate la aproximativ 80.000 de copii din întreaga lume.

Protetice pentru ameliorarea durerii

Proteza motorie

Implanturi care controlează urinarea

Articolul principal: Stimulator sacral al rădăcinii anterioare .

Când leziunea măduvei spinării duce la paraplegie, pacienții au dificultăți în golirea vezicii urinare, ceea ce poate duce la infecție. În 1969, Brindley a dezvoltat stimulatorul sacral al cordonului anterior, cu teste umane de succes la începutul anilor 1980. [4] Acest dispozitiv este implantat în ganglionii rădăcinilor anterioare ale măduvei spinării sacrale; Controlat de un transmițător extern, oferă o stimulare intermitentă care îmbunătățește golirea vezicii urinare. De asemenea, ajută la defecare și permite pacienților de sex masculin să aibă erecții complete susținute.

O procedură similară de stimulare a nervului sacral este destinată controlului incontinenței la pacienții non-paraplegici [5] .

Proteze motorii pentru controlul conștient al mișcării

Protetica senzorio-motorie

Proteze cognitive

Neuroprotezele cognitive sunt dispozitive care facilitează procesarea, stocarea și transmiterea informațiilor de către creierul uman. Creierul uman nu este încă bine înțeles, așa că neuroprotezele cognitive rămân science fiction.

Neuroproteze electrochimice

Neuroproteze folosind o combinație de stimulare chimică și electrică și antrenament motor al măduvei spinării [6] [7]

Note

  1. ↑ Daniel Harrison. Minimizarea efectelor termice ale senzorilor corporali In Vivo . Data accesului: 5 mai 2010.  (link inaccesibil)
  2. ↑ Brațul robotizat controlat de minte funcționează eficient pentru prima dată fără un implant cerebral . PreAbility (20 iunie 2019). Preluat la 2 iulie 2019. Arhivat din original la 2 iulie 2019.
  3. ↑ Publicația NIH nr. 11-4798. Implanturi cohleare . Institutul Național pentru Surditate și Alte Tulburări de Comunicare (1 martie 2011). — „În decembrie 2010, aproximativ 219.000 de persoane din întreaga lume au primit implanturi. În Statele Unite, aproximativ 42.600 de adulți și 28.400 de copii le-au primit”. Consultat la 16 noiembrie 2011. Arhivat din original la 12 august 2012.
  4. ↑ Neuroprotetice - Wikipedia . Preluat la 18 iulie 2017. Arhivat din original la 14 iulie 2017.
  5. ↑ Neuroprotetice - Wikipedia . Preluat la 18 iulie 2017. Arhivat din original la 14 iulie 2017.
  6. ↑ Musienko P. Un pas în jur. Neuroproteze electrochimice – împotriva paraliziei. Copie de arhivă din 13 decembrie 2012 la Wayback Machine // Science and Life , nr. 12, 2012.
  7. ↑ Kirill Stasevich Cum să înveți măduva spinării să fie independentă // Știință și viață . - 2016. - Nr 7. - S. 14-19. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/29092/ Arhivat 12 martie 2017 la Wayback Machine
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice