Implan saraf kecil dapat memberikan kontrol cedera tulang belakang pada anggota tubuh mereka lagi

Quadriplegia atau paraplegia, jika disebabkan oleh satu atau lebih cedera pada sumsum tulang belakang, disebabkan oleh gangguan atau perubahan sinyal listrik antara ekstremitas dan otak. Dalam hal ini, dengan teknologi saat ini, mengapa tidak “menghubungkan kembali” kedua bagian ke perangkat elektronik? Jika ide ini selama ini hanya diwujudkan dalam karya fiksi ilmiah atau dalam kondisi laboratorium tertentu, itu tidak sia-sia. Namun, tim peneliti baru-baru ini menerbitkan dua penelitian menarik yang menunjukkan perangkat otak kecil (yang dapat ditanamkan ke dalam “lipatan” otak) dan elektroda ultra-tipis untuk mengembalikan kontrol dan sensasi otot pada pasien lumpuh.

Jika perangkat tersebut belum dikomersialkan, itu karena membutuhkan akurasi yang ekstrim dalam interpretasi dan transmisi, belum lagi kecepatan informasi dan pemrosesan sinyal. Akhirnya, semua ini sangat dibatasi oleh batasan utama: ukuran elektroda yang dapat ditanamkan dan elemen elektronik/komputer yang diperlukan untuk pengoperasian.

Dalam dua artikel yang meliput penelitian pada tiga pasien, salah satunya diterbitkan dalam jurnal stimulasi otak dan yang lainnya di Perbatasan dalam Ilmu SarafPara peneliti yang dipimpin oleh Chad Bouton, seorang insinyur medis dalam bioelektronik di Institut Penelitian Medis Feinstein dan Kesehatan Northwell, menunjukkan bahwa implan mereka dapat merekam dan memecahkan kode aktivitas otak, meneruskannya melalui komputer alih-alih sumsum tulang belakang yang rusak, dan secara langsung merangsang aktivitas otak. di otot melalui elektroda Pada dasarnya melewati sistem saraf yang rusak dan, dalam salah satu kasus yang disajikan, memungkinkan pasien untuk mengontrol tangan mereka lagi.

Sistem ini juga mampu mengumpulkan data tentang posisi dan tekanan jari untuk merangsang area sensorik otak, yang memungkinkan orang untuk mendapatkan kembali indra peraba dan propriosepsi anggota badan mereka.

READ  Peta coronavirus Prancis: Rumah sakit jenuh berdasarkan wilayah

Oleh karena itu, implan dapat membantu orang menggerakkan dan merasakan anggota tubuh mereka dengan melewati cedera atau kondisi yang menghalangi otak mereka untuk berkomunikasi dengan tubuh mereka. Menurut Bouton, timnya telah menerima izin Administrasi Makanan dan Obat-obatan untuk melakukan uji klinis baru yang ambisius untuk menguji kedua kemampuan ini secara bersamaan untuk memungkinkan orang lumpuh mendapatkan kemandirian yang lebih besar.

Menerima, menerjemahkan, dan mentransfer…

Untuk mentransfer informasi antara dua bagian yang sehat dan memotong lesi, para peneliti menggunakan elektroda yang sangat tipis di otak (disebut elektroda dalam atau elektroda EEG stereo), dengan diameter kurang dari satu milimeter. Untuk menanamkannya, ahli bedah mengebor lubang kecil di tengkorak. ” Kami mencoba menargetkan sedikit lebih dalam dari semua pekerjaan kami sebelumnya. Kami mencoba masuk sedikit lebih dalam dan turun ke lipatan otak, sulkus. Telah diketahui selama beberapa waktu bahwa [parties du cerveau correspondant au] Ujung jari sebenarnya sedikit lebih rendah di lipatan “,” tombol jelaskan untuk saya futuristik.

Untuk merancang perangkat yang berpotensi revolusioner ini, para peneliti berfokus pada sinyal yang melibatkan ujung jari dan penciptaan atau pemulihan sensasi. Untuk pertama kalinya, mereka telah menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk merangsang area-area ini lebih dalam di lipatan otak untuk memberikan sensasi atau persepsi yang sangat terfokus.

« Oh, wow, saya merasakan sedikit kesemutan, sedikit getaran atau sedikit tekanan di ujung ibu jari atau jari telunjuk saya. Kata Patton salah satu pasien saat pemeriksaan pertama. Para peneliti juga merekam sinyal dari tiga pasien ketika mereka menggerakkan jari mereka satu per satu. Kemudian mereka menemukan bahwa mereka tidak hanya dapat mengidentifikasi jari mana yang sedang dipikirkan pasien, atau (tanpa melihat langsung) mana yang mereka gerakkan secara individual (seperti ibu jari atau jari tengah), tetapi mereka juga dapat menangkap isyarat menarik dari bagian putih otak. urusan. . ” Kami berhasil mencapai akurasi decoding 91%, atau terkadang bahkan lebih baik tombol mengatakan.

READ  Brain: Reaksi kita terhadap bahaya akhirnya jelas...
Pencitraan resonansi magnetik fungsional dan penempatan elektroda. (a) fMRI praoperasi diperoleh saat peserta menekan berbagai tombol pada perangkat genggam sambil menonton video yang menunjukkan gerakan yang diinginkan. (B) Penempatan elektroda SEEG. (C) Foto penempatan elektroda ECOG resolusi tinggi untuk perekaman pada peserta. (D) Pengaturan eksperimental di mana peserta menerima isyarat visual dari gerakan tangan di komputer laptop. Isyarat berlangsung selama 3 atau 4 detik dan diikuti oleh waktu istirahat 3 atau 4 detik; Sistem Perekaman Klinis (Natus Medical, Inc.) tidak ditampilkan dan masih online untuk akuisisi data berkelanjutan. © 2021 Chad Bouton dkk.

« Kami menggunakan mikroelektroda, kami merekam sinyal dari area itu untuk mengatakan, “Oke, pasien ingin membuka tangan mereka atau mungkin memegang tang; ambil sesuatu yang kecil atau sesuatu yang ingin mereka makan. Kemudian kami memecahkan kode itu dan berkata, ‘OK , sekarang kami tahu apa yang ingin mereka lakukan.'” Kami mengirimkannya ke komputer dan yang terakhir mengirimkan sinyal ke rangsangan otot Bouton menjelaskan.

Elektroda (terbuat dari emas) untuk anggota badan, yang juga dikembangkan oleh para peneliti, dapat ditanamkan langsung di bawah kulit. Untuk menghasilkan gerakan, yang terakhir secara langsung merangsang otot, sesuai dengan pola pikir yang ditafsirkan oleh komputer (berasal dari elektroda otak). Bouton dan timnya sekarang memiliki izin FDA untuk melakukan studi baru, di mana ia akan secara efektif menafsirkan informasi sensorik bersama dengan informasi gerakan.

Kerja keras untuk mengurangi waktu transmisi sinyal listrik

Tim bekerja keras untuk mengurangi keterlambatan dalam transmisi dan pemrosesan sinyal listrik – karena di sini diperlukan untuk mendamaikan transmisi saraf dengan pemrosesan komputer dan stimulasi otot (untuk gerakan). Mereka secara khusus mengandalkan kecerdasan buatan untuk memiliki waktu pemrosesan yang sangat singkat.

« Selalu ada penundaan, bahkan dalam kasus seseorang yang tidak mengalami cedera tulang belakang. Sinyal membutuhkan waktu untuk berjalan. Kami telah mengembangkan algoritme kecerdasan buatan dengan respons yang sangat singkat dan sangat cepat Bouton menjelaskan. ” Kami tahu dalam waktu kurang dari satu detik apa yang ingin dilakukan orang tersebut. Hal ini sangat efektif. Salah satu tantangan untuk EEG kulit kepala adalah masih ada penundaan. Dengan teknologi ini, dengan menempatkan implan di otak dan merekam langsung dari otak, menggunakan pendekatan baru kami, kami benar-benar dapat mengurangi penundaan ini. ».

READ  Enam kegagalan arkeologi utama - Tahrir

Untuk meningkatkan kualitas hidup sebagai langkah awal

Jika perangkat tersebut saat ini tidak memungkinkan pasien lumpuh total untuk didaftarkan di Olimpiade, tujuan utama, menurut Bouton, hanyalah untuk meningkatkan kualitas hidup pasien ini. Setidaknya pada awalnya.

Keinginan mereka sebagian besar sederhana dan realistis, dengan beberapa pasien mengatakan mereka “hanya ingin dapat melakukan lebih banyak hal tanpa membutuhkan bantuan”. Jika, dalam beberapa tahun, perangkat yang dikembangkan di sini memungkinkan orang lumpuh total untuk melakukan tugas sederhana seperti memberi makan atau menyikat gigi, itu akan menjadi langkah maju yang revolusioner, yang akan mengubah kehidupan jutaan orang. Dalam sains seperti dalam kehidupan, kemajuan besar dibuat dalam langkah-langkah kecil.

Sumber daya : Stimulasi otak (doi: 10.1016/j.brs.2021.07.009)Dan Perbatasan dalam Ilmu Saraf (doi: 10.3389/fnins.2021.699631)

Esila Tosun

"Penggemar musik. Penjelajah yang sangat rendah hati. Analis. Geek perjalanan. Praktisi tv ekstrim. Gamer."

Related Posts

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Read also x