Парализованного человека научили ходить при помощи силы мысли и нейроинтерфейса
Общее описание всей системы, использованной для реабилитации и обучения ходьбе человека с параплегией нижних конечностей.
Изображение: Zoran Nenadic et als. / Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation
Группа специалистов по неврологии и медицинской компьютерной технике из Калифорнийского университета научила полностью парализованного ниже пояса человека ходить при помощи сложной системы, состоящей из нейроинтерфейса (мозг – компьютер), аппарата нейромускульной стимуляции и специального подвеса. По заявлению авторов исследования, это первый успешный пример реализации такого рода системы, позволившей страдающему параплегией человеку частично восстановить утраченную вследствие травмы способность самостоятельно передвигаться. Работа опубликована в журнале
Целью авторов исследования было доказать принципиальную возможность использования внешних (а впоследствии и имплантируемых) интерфейсов «мозг – компьютер», биологической обратной связи и функциональной электростимуляции для реабилитации полностью парализованных людей. Для этого они провели специальный отбор испытуемых. Для эксперимента был выбран 26-летний молодой человек, получивший травму грудного отдела позвоночника, повлекшую разрыв спинного мозга и полный паралич нижних конечностей и мышц живота.
На первом этапе эксперимента устраивались специальные обучающие сессии. У испытуемого в течение десяти минут снимали электроэнцефалограмму. Каждые тридцать секунд он должен был представлять, что осуществляет шаги. Следующие тридцать секунд – что находится в покое. Таким образом, ученые выявили его индивидуальный паттерн электрической активности мозга связанный с ходьбой и покоем. Выяснилось, что при мысли о ходьбе в зонах мозга, отвечающих за движение (в правом и левом полушарии) у него возникает синхронизация низкочастотного бета-ритма (13-16 Гц), а также десинхронизация высокочастотного бета-ритма (23-28 Гц) в центральных областях моторной коры.
Синхронизация бета-ритма от отведений CP3 и CP4. Десинхронизация бета-ритма от отведения CPz.
Изображение: Zoran Nenadic et als. / Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation
На втором этапе, больного тренировали при помощи биологической обратной связи сознательно отслеживать и управлять паттернами своих электрофизиологических реакций. Для этого он учился «силой мысли» заставлять ходить аватара на экране компьютера. Если испытуемому удавалось успешно активировать ранее выявленный паттерн для ходьбы – аватар делал шаг, а если паттерн покоя – то останавливался. Тренировки продолжались до тех пор, пока больной не научился уверенно управлять трехмерным аватаром, делая двухсекундные остановки и меняя направление движения.Изображение: Zoran Nenadic et als. / Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation
Последний стадией эксперимента стало объединение нейроинтерфейса и прибора нейромускульной стимуляции в единую систему под управлением носимого компьютера. Парализованного больного поместили в специальный подвес, чтобы он не упал во время ходьбы под собственной тяжестью. Далее он представлял, что осуществляет шаг, нейроинтерфейс считывал соответствующий электроэнцефалографический паттерн и передавал через Bluetooth-соединение информацию в расположенный на поясе компьютер. Тот в свою очередь давал команду прикрепленным к правому или левому бедру приборам функциональной электростимуляции, активировавшим бедренные нервы и позволявшим мышцам сократиться. Таким образом, больной делал шаг правой или левой ногой.
Согласно опросам,
более 60 процентов парализованных людей готовы на операцию по имплантации
вживляемого нейроинтерфейса, если это позволит хотя бы частично вернуть
подвижность и относительную самостоятельность. Однако до разработки такого рода
систем требовалось доказать, что они в принципе способны помочь в реабилитации
больных с параплегией (параличом обеих конечностей).
Даниил Кузнецов
Исследователи прочитали фразы по мозговым волнам парализованного человека
Впервые в медицине исследователи использовали мозговые волны парализованного человека, неспособного говорить, чтобы перевести их в предложения на экране компьютера. Потребуются еще годы дополнительных исследований, но нынешняя работа стала важным шагом к тому, чтобы однажды восстановить более естественное общение для тех, кто не может разговаривать из-за травмы или болезни.
Сегодня у людей, которые не могут говорить или писать из-за паралича, есть только очень ограниченные способы общения. Как известно, знаменитый физик Стивен Хокинг с 2005 года пользовался для общения через синтезатор речи единственной своей работающей мышцей — участком щеки. Скорость набора составляла примерно одно слово в минуту. В ряде случаев удается использовать устройства, отслеживающие движения зрачков человека. Пациент, ставший участником нынешнего исследования, использует указку, прикрепленную к его бейсболке, и, двигая головой, касается слов или букв на экране. Но все подобные способы оказываются удручающе медленной и ограниченной заменой речи.
В последние годы создание интерфейсов «мозг — компьютер» позволило парализованным людям управлять роботизированными протезами. Команда под руководством нейрохирурга Эдварда Чанга (Edward Chang) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско использовала этот принцип для создания «речевого нейропротеза» — устройства, которое декодирует мозговые волны, контролирующие движения мышц губ, челюсти, языка и гортани, формирующих каждый звук речи.
David A. Moses et al./The New England Journal of Medicine, DOI: 10.1056/NEJMoa2027540
Пациент-доброволец, который вызвался протестировать устройство, пятнадцать лет назад перенес инсульт ствола головного мозга, вызвавший обширный паралич и лишивший его возможности говорить. Исследователи имплантировали электроды на поверхность мозга человека, над областью, контролирующей речь. Компьютер проанализировал нейронную активность, возникающую в мозге при намерении пациента произнести те или иные слова, в конечном итоге научившись различать 50 слов, из которых можно было составить более 1000 предложений. Например, на вопрос «Хотите пить?» компьютер позволяет мужчине ответить «Нет, я не хочу пить». По словам ведущего автора статьи Дэвида Мозеса (David Moses), слово появляется на экране через три-четыре секунды после того, как пациент пытается его произнести. Это не так быстро, как при обычной речи, но быстрее, чем другие доступные парализованным людям способы коммуникации.
О результатах сообщается в статье, которую опубликовал New England Journal of Medicine.
Мама парализованного после инсульта Алексея Янина опубликовала фото, на которых актера невозможно узнать
11:50, 30.09.2019
Ольга Янина сообщила, что его сын намерен вернуться к прежней жизни.
Но его родные не опустили руки и занялись реабилитацией близкого человека. Успехами Алексея его мама Ольга Янина периодически делится на своей странице в Facebook. Вчера женщина впервые за долго время опубликовала несколько снимков сына, на которых его практически невозможно узнать.
«Нам действительно нелегко: то двигаемся вперед, то откатывается назад. И все равно идем к тому, чтобы начать, хорошо и свободно говорить. УЛеши есть желание жить и работать, чтобы добиться восстановления», — написала мама 36-летнего артиста и добавила, что потребуется несколько лет, чтобы Алексей оправился.
Алексей Янин
Реабилитация требует немало средств. Единственным добытчиком в семье на сегодняшний день является жена Алексея Янина Дарья Клюшникова. Выпускница «Фабрики звезд» все гонорары с выступлений тратит на сиделок и дорогостоящее лечение. Кстати, в этом году сын Алексея и Дарьи Андрей пошел в первый класс.
Стоит отметить, что семье Янина помогают его коллеги по цеху. «Я хочу сказать огромное спасибо актерам театра РАМТ за два сыгранных для Алексея прекрасных спектакля, друзьям по отряду «Надежда», всем друзьям и знакомым и просто неравнодушным к судьбе моего сына людям за помощь и поддержку», — подытожила Ольга.
Алексей Янин до инсульта
Напомним, что Алексей Янин поступал сразу в несколько театральных институтов: во МХАТ провалился, зато во всех остальных прошел. Выбирая между ВГИКом, ГИТИСом, Институтом им. Щукина и Институтом им. Щепкина, предпочел «Щепку», потому что это был курс Виктора Михайловича Коршунова. После окончания вуза он пришел работать в РАМТ.
Настоящий успех Алексею принесло участие в сериале «Студенты», где он сыграл Антона Седых. Также знаковыми для него проектами оказались: сериал «Трое сверху», картина «Острог. Дело Федора Сеченова», сериал «Клуб», мелодрама «Бомжиха», сериал «Дочки-матери». Сам актер признавался, что не все работы ему по душе. Тот же «Клуб» Алексею, к примеру, не нравится. «Но мне нужно же кушать, заправлять машину, а в театре не заработаешь столько», — отметил Алексей в одном из интервью.
Алексей Янин с женой и сыном
Читайте также:
Алексей Янин готовится к операции
Алексея Янина вывели из искусственной комы
Жена Алексея Янина поделилась последними новостями о его состоянии
Исследователи обучили нейронную сеть записывать слова парализованного в два раза быстрее
Фото: bracewatcher/FlickrУченым удалось вдвое повысить скорость, с которой нейронная сеть записывала воображаемые парализованным человеком команды. Участник опыта — парализованный от шеи пациент — мысленно двигал рукой, записывая каждую букву алфавита.
Ранее в практике использовались электроды, вживленные в тот участок мозга, который отвечает за движения. С помощью них парализованные пациенты могли мысленно перемещать курсор и выбирать на экране буквы. Таким образом им удавалось набирать до 39 символов в минуту. Однако это примерно в три раза медленнее скорости письма обычного человека (120 символов).
В новых же экспериментах доброволец просто представлял, как он двигает рукой, чтобы написать каждую букву алфавита. Эта мозговая деятельность помогла обучить компьютерную модель интерпретировать команды, отслеживая предполагаемую траекторию воображаемого кончика пера для создания букв. В конечном итоге компьютер смог считывать воображаемые предложения добровольца с точностью примерно 95% и со скоростью около 66 символов в минуту.
См. также: «Нейрофизиолог рассуждает о проекте Neuralink и рассказывает о работе мозга «на пальцах»»
Ученые сообщили о наработке на ежегодном собрании Общества нейробиологов. По их мнению, скорость записи еще увеличится с ростом числа экспериментов.
Весной сообщалось о еще одной разработке для парализованных людей с применением нейросетей. Компьютерную модель использовали для преобразования сигналов мозга в человеческую речь. Этот метод оказался эффективнее работы устройств, считывающих движение глаз и головы для генерации речи, которые способны выдавать 10 слов в минуту.
Через искусственный интеллект генерации речи пропустили карту мозга, составленную после обследования людей с эпилепсией. Они не потеряли возможности говорить, что дало ученым понимание того, какие отделы центральной нервной системы отвечали за управление голосовыми связками, гортанью и губами. Подключенная к мозгу пациента после инсульта нейронная сеть начала преобразовывать его мысли в речь.
Ранее, в 2017 году, Нильс Бирбаумер, сотрудник Wyss Center for Bio and Neuroengineering, организации, располагающейся в Женеве, объявил, что ученые нашли способ общаться с пациентами, у которых зарегистрирован наиболее сложным случаем паралича с полным отсутствием всякой моторно-двигательной активности. По его словам, новый нейроинтерфейс, который основан на измерении активности мозга и тока крови, позволяет наладить канал связи с такими людьми. Группа ученых провела эксперименты с четырьмя полностью парализованными пациентами, чей паралич был вызван таким заболеванием, как боковой амиотрофический склероз. В итоги они заявили, что смогли получить от пациентов ответы на вопросы по географии, о членах семьи и другие.
Однако спустя год немецкий фонд DFG, который профинансировал исследование Баумера, решил проверить корректность результатов. Минимум в трех случаях их не удалось подтвердить. При этом исследователи не предоставили видео с подтверждением своих наработок и всех данных по конкретным пациентам.
Фонд инициировал расследование в 2018 году по заявлению ученого Мартина Шпюлера, который не смог повторить результаты экспериментов Баумера. Комиссия из независимых исследователей заявила, что ученый и его коллеги подтасовывали результаты, то есть выбирали то, что нужно для подтверждения их предположений.
Instagram борется с буллингом, а нейроимплант читает мысли парализованного: технологии добра, которые меняют мир
Из мозга на экран: ученые научились читать мысли парализованных
Американские ученые создали нейроимплант, который читает мысли парализованного человека. Расшифровка мыслей на экран происходит по электрическим сигналам в речевой моторной области мозга: пациенту нужно попытаться поговорить вслух, а алгоритм переведет его в текст. На сегодняшний день системе удалось правильно определить слово в половине из 9 тысяч попыток, однако изобретение совершенствуется.
Не бактерии, не грибы: в США нашли Боргов
В Калифорнии нашли неизвестную ранее ДНК, которая может очищать воздух от метана: это поможет в борьбе за сохранение климата. ДНК назвали Борг в честь одноименной цивилизации из саги «Звездный путь».
Найденная ДНК не относится ни к одному из известных видов живых организмов на земле и могут ускорять процессы окисления метана, что может способствовать экологам, контролирующим количество выбросов этого вещества в природу.
Из приложения — на тренировку: Peloton мотивирует геймеров на спорт
Компания Peloton, которая специализируется на производстве спортивных тренажеров и велосипедов, анонсировала выход видеоигры. Рабочее название проекта Lanebreak, видеоигра будет встроена в приложение компании.
Для того, чтобы управлять колесом внутри виртуальной реальности, нужно будет нажимать на настоящие педали. Таким образом Peloton планирует мотивировать пользователей больше заниматься физической активностью.
Больше толерантности: в iOS появится эмодзи с беременным мужчиной (но это не точно)
Портал Emojipedia опубликовал список эмодзи, которые, вероятно, появятся в новой версии iOS 15. Среди них: новые толерантные картинки на тему гендерных отношений и национальной идентичности, к примеру, есть рукопожатие в 15 новых цветовых решениях.
Больше всего шуму в СМИ надело изображение беременного мужчины, однако список смайлов пока приблизительный: окончательный набор появится в сентябре 2021 года.
Instagram вводит новую функцию для борьбы с кибербуллингом
Соцсеть Instagram в тестовом режиме запустила новую функцию для борьбы с кибербуллингом. Основная цель новой фичи — снизить число травмирующих комментариев. Искусственный интеллект будет выявлять подозрительные комментарии и советовать пользователям их удалить.
В приложении появится также функция Limits, которая будет отправлять оскорбительные комментарии на предосмотр: то есть они не появятся под вашим сообщением без вашего согласия, либо останутся видны только их автору.
Фото на обложке: pixabay.com
Полностью парализованного человека научили «общаться» с помощью нейрофидбэка
На последних стадиях боковой амиотрофический склероз (БАС) может привести к крайней форме паралича, передает inbusiness.kz со ссылкой на ferra.ru
Люди теряют контроль над своими мышцами, а общение может стать невозможным. Но с помощью имплантированного устройства, человек, находящийся в состоянии паралича, смог выбирать буквы и строить предложения, сообщают исследователи.
БАС разрушает нервы, контролирующие движения. Когда человек с БАС уже не может говорить, он может использовать камеру слежения за глазами для выбора букв на экране. Позже, когда болезнь прогрессирует, они могут отвечать на вопросы «да-нет» с помощью едва заметных движений глаз.
Участник нового исследования, мужчина с БАС, которому сейчас 36 лет, начал работать с исследовательской группой Тюбингенского университета в 2018 году, когда он еще мог двигать глазами.
Исследователи вставили две квадратные электродные решетки шириной 3,2 миллиметра в часть мозга, контролирующую движение. Когда они попросили мужчину попытаться пошевелить руками, ногами, головой и глазами, нейронные сигналы не были достаточно сильными, чтобы ответить на вопросы «да-нет», говорит Уджвал Чаудхари, биомедицинский инженер и нейротехнолог из немецкой некоммерческой организации ALS Voice.
После почти трех месяцев безуспешных попыток команда попробовала нейрофидбэк, при котором человек пытается изменить сигналы своего мозга, получая в реальном времени информацию о том, удалось ли ему это сделать. Звуковой сигнал становился выше по тональности, когда электрическая работа нейронов вблизи имплантата ускорялась, и ниже, когда замедлялась.
Удерживая высокий или низкий тон, человек мог указывать «да» и «нет» на группы букв, а затем и на отдельные буквы. Примерно через 3 недели работы с системой он «произнес» внятное предложение: просьбу к сиделкам переложить его. В течение последующего года он произнес десятки предложений со скоростью примерно один символ в минуту: «Суп-гуляш и гороховый суп». «Я бы хотел послушать альбом Tool громко». «Я люблю своего крутого сына» и тд.
Парализованные пациенты смогут испытывать ощущения при движении
Впервые ученые в Caltech вызвали естественные ощущения в руке парализованного человека, стимулируя определенную область мозга группой крошечных электродов, — сообщает sciencedaily.com.
Пациент, имеющий высокую степень поражения спинного мозга, не способный двигать ногами и руками и ощущать их, смог физически почувствовать обратную связь от датчиков, размещенных на протезах.
Это стало результатом исследования, проведенного в лаборатории Caltech Ричарда Андерсена. Статья появилась в выпуске журнала eLife от 10 апреля.
Соматосенсорная кора представляет собой полоску мозга, которая управляет телесными ощущениями — как проприоцептивными (ощущениями движения или положением тела в пространстве), так и кожными (давлением, вибрацией, прикосновением и т. п.). В предыдущей версии нейронные имплантаты, нацеленные на аналогичные области мозга, преимущественно вызывали ощущения покалывания или жужжания в руке. Имплантат лаборатории Андерсена способен производить гораздо больше естественных ощущений с помощью внутрикортикальной стимуляции, сродни ощущениям, испытываемым пациентом до его травмы.
Пациент парализован от плеч до стоп полностью уже три года после травмы спинного мозга. Две группы крошечных электродов были хирургически вживлены в его соматосенсорную кору. Используя электроды, исследователи стимулировали нейроны в мозговой области с помощью очень малых электрических импульсов. Участник исследования сообщал, что чувствует разные природные ощущения: сжатие, постукивание, чувство движения вверх и другие, различные по типу, интенсивности и местоположению в зависимости от частоты, амплитуды и расположения электродов. Такие естественные ощущения впервые удалось вызвать внутрикортикальной нейронной стимуляцией.
Хотя различные типы стимуляции действительно вызывают различные ощущения, нейронные коды, регулирующие конкретные физические ощущения, все еще неясны. В будущей работе исследователи надеются определить точные способы размещения электродов и научиться точечно стимулировать соматосенсорные области мозга, чтобы вызвать конкретные чувства, и создать своего рода словарь стимуляции и соответствующие им ощущения.
Следующим важным шагом, по мнению Андерсена, является интеграция новых технологий в существующее нейронное протезирование. В 2015 году лаборатория Андерсена разработала модель для соединения протезной роботизированной руки с электродами, имплантированными в область мозга, которые управляют намерениями. Таким образом, парализованный человек смог использовать протез, чтобы протянуть руку, схватить чашку и поднести ее ко рту, чтобы выпить. Соединение протеза с соматосенсорной корой позволит парализованному человеку вновь испытывать прежние ощущения.
В настоящее время единственная обратная связь, которую получает пациент, — визуальная. То есть участники могут наблюдать контролируемые мозгом движения роботизированных конечностей и вносить коррективы. Однако в процессе работы протезов, например, когда пациент берет предмет, ему необходимо иметь еще и соматосенсорную информацию, чтобы ловко манипулировать этим объектом. По словам Андерсена, «соматосенсорные ощущения, вызванные стимуляцией, со временем дадут пациенту возможность чувствовать, что роботизированная конечность является частью их тела».
Сэкономьте 86% при покупке Paralyzed в Steam
Об этой игре
Paralyzed имеет более двадцати уникальных уровней с большим разнообразием препятствий и врагов. По мере прохождения игры сложность возрастает, всегда держит вас в напряжении и приносит удовлетворение после завершения уровня. Прохождение уровня открывает 1-2 новых уровня, гарантируя, что вы никогда не застрянете с одним оставшимся уровнем.Темы уровней
В игре есть пять различных тем, каждая из которых имеет четыре уровня возрастающей сложности.-
Куб
Чтобы заставить вражеский куб отпрыгнуть от вас, все, что вам нужно сделать, это подобрать цвет и нажать пробел , не так ли просто? Если вам интересно, вы также можете узнать, что произойдет, если вы сделаете это, находясь сверху…
-
Лазер
Лазеры проще, чем кубы, все, что вам нужно сделать, это сопоставить их цвет, и вы будете поэтапно проходить через них. Однако будьте начеку, эти «простые» препятствия в сочетании с кубиками могут быть смертельно опасными!
-
Огонь
Они работают как обратные лазеры, то есть они опасны только тогда, когда вы соответствуете их цвету.Это может показаться простым, но это не то, с чем вам следует играть, иначе вы вполне можете обжечься.
-
Автомобиль
С автомобилями обращаются так же, как и с кубиками, но с той оговоркой, что другие препятствия неподвижны, а эти движутся. Другими словами, вам понадобятся еще более быстрые рефлексы, если вы не хотите разбиться.
-
Все
Все это… как вы уже догадались, комбинация всего! Эти уровни являются окончательным испытанием ваших навыков, объединяя все препятствия, что приводит к самым сложным уровням.Четвертый и последний уровень этой темы — ФИНАЛ игры, если вы пройдете этот уровень, вы освоите Paralyzed.
Бесконечный режим
После победы над Машиной-1 вы разблокируете бесконечный режим. В бесконечном режиме вы каждый раз будете получать новый рандомизированный уровень, сохраняя свежесть опыта. Уровень будет становиться все сложнее и сложнее, чем дальше вы идете, пока вы в конце концов не умрете. Сразитесь с лучшими игроками в таблице лидеров, чтобы узнать, кто король Paralyzed!Режим практики
Если уровень слишком сложен, чтобы пройти его за один раз, у вас есть режим тренировки, доступный для обучения.Поставьте столько контрольных точек, сколько хотите, чтобы понять весь уровень, или комбинируйте их с использованием самоуничтожения, чтобы отработать определенные части. Уровни, пройденные в тренировочном режиме, не будут учитываться при обычном игровом прогрессе, но, надеюсь, это поможет вам подготовиться к реальной сделке.Поддержка дальтоников
Четыре основных цвета были выбраны таким образом, чтобы их было легко различить независимо от того, дальтоник вы или нет. Цвета фона можно отключить в пользу простого белого фона, если цвета слишком отвлекают внимание.Статистика и настройки
Мы оба знаем, что вы за человек, если вы все еще читаете это, и мы предоставим вам всю необходимую статистику. Смотрите, какие препятствия или цвета самые смертоносные, отслеживайте, сколько раз вы умирали, «прыгали», меняли цвет и многое-многое другое. Для настроек у нас есть возможность привязать цвета к чему угодно, включая контроллер, если это ваши предпочтения (но не делайте этого, играть с контроллером очень сложно). Несколько способов «прыгать» также доступны в настройках, обязательно поэкспериментируйте, чтобы найти то, что лучше всего подходит вашему стилю игры.Дополнительные функции также запланированы в качестве бесплатных обновлений в 2021 году, так что следите за ними!определение слова парализованный в The Free Dictionary
Вдруг стало как полночь; шум джунглей прекратился; деревья стояли неподвижно, словно в парализованном ожидании какой-то великой и неминуемой беды.
В постоянной опасности от падающих стволов и ветвей, парализованные яркими вспышками молнии и раскатами грома, они скорчились в жалкой нищете, пока буря не прошла.
Я был парализован; Я не мог пошевелиться, я задыхался, мой язык окаменел. Они вышли на дерн и, движимые силой, которая, казалось, взяла верх над их волей, внезапно остановились, повернулись и стали ждать в парализованном ожидании у камня. Большое существо остановилось на своем пути и неуклюже качнулось вперед лицом, парализованное.Еще сотню ярдов тащила она свой усталый путь с полупарализованным мозгом от немого ужаса и страданий, и тут ей вспомнился маленький младенец, который сосал ее грудь, и худощавый мальчик, который, смеясь, возился вокруг. она, и они оба были Тибо — ее Тибо!
Второй удар клинка глубоко вонзился в позвоночник зверя, и с последним судорожным взмахом передних лап, в тщетной попытке добраться до своего мучителя, Нума растянулся на земле, парализованный и умирающий.
— Какая элегантная дырочка! Итак, он полетел вниз и взял этот желудь, поднял его и бросил внутрь, и просто запрокинул голову назад с самой божественной улыбкой на лице, как вдруг он был парализован и стал слушать, и эта улыбка исчезла. постепенно испарялось с его лица, как дыхание от бритвы, и его место занимало страннейшее выражение удивления. Но сама неизбежность чрезвычайной ситуации парализовала его изобретательность. самый звук, из-за которого свирепые воины апачей бросаются в дикой давке, как стадо овец в бешеном бегстве от стаи волков, кажется мне последним словом в ужасных затруднениях для человека, который когда-либо привык сражаться за свою жизнь с вся энергия мощного телосложения.Его изобретательность, парализованная его страхами, не могла изобрести ничего нового. Зная, что я хотел сказать матери, мои способности казались парализованными, когда я пытался это сказать.3 парализованных мужчины снова могут ходить после имплантации электрода
Трое мужчин с парализующими травмами спинного мозга теперь могут стоять, ходить и ездить на велосипеде после имплантации в их спинной мозг электродов.
Электроды доставляют электрических импульсов в определенные области спинного мозга и, таким образом, активируют мышц в туловище и ногах, согласно новому исследованию, опубликованному в понедельник (февраль 2019).7) в журнале Nature Medicine . Мягкое гибкое устройство располагается непосредственно над спинномозговыми нервами , под позвонками, и им можно управлять по беспроводной сети с помощью программного обеспечения, управляемого с планшета и ручного кликера.
Программное обеспечение связывается с устройством, похожим на кардиостимулятор, в брюшной полости, которое затем направляет активность подключенных к нерву электродов на спинном мозге. Таким образом, одним прикосновением к сенсорному экрану пользователь имплантата может указать своему устройству создать точную схему стимуляции.Эти паттерны стимуляции преобразуются в паттерны мышечной активности, позволяя пользователю, например, ходить, цикл , или плавать. Пользователи также могут вручную переключаться между этими схемами стимуляции с помощью кликера.
Связанные: 12 удивительных изображений в медицине
«Все трое пациентов смогли стоять, ходить, крутить педали, плавать и контролировать движения своего туловища всего за один день после того, как их имплантаты были активированы», соавт. Старший автор Грегуар Куртин, нейробиолог и профессор Швейцарского федерального технологического института Лозанны (EPFL), , сказал в заявлении .Трое пациентов были мужчинами в возрасте от 29 до 41 года, но авторы исследования также ожидают, что устройство будет работать и у женщин, The Guardian сообщила .
После первоначальной имплантации пациенты прошли обширную подготовку, чтобы привыкнуть к использованию устройства и восстановить мышечную массу и двигательный контроль, сообщил The Guardian соавтор доктор Джоселин Блох, доцент нейрохирургии в Университетской больнице Лозанны. «Вначале это было не идеально, но они могли тренироваться очень рано, чтобы иметь более плавную походку», — сказала она.В конце концов, пациенты перешли от использования имплантатов только в контролируемых лабораторных условиях к их использованию в повседневной жизни.
После четырех месяцев обучения один пациент, Мишель Роккати, смог пройти около 0,6 мили (1 км) за пределами лаборатории и без остановки, используя только раму для равновесия, AFP сообщил . Теперь он может непрерывно стоять около двух часов. Как и у других участников испытания, у Роккати полностью поврежден спинной мозг, а это означает, что нервы ниже места травмы вообще не могут связываться с мозгом .Он получил травму в аварии на мотоцикле в 2019 году и потерял чувствительность и контроль над движениями в ногах.
«Это был очень эмоциональный опыт», — сказал Роккати о том, как впервые были активированы электрические импульсы, и он сделал шаг, сообщает AFP. Теперь это устройство является «частью моей повседневной жизни», — сказал он The Guardian. На пресс-конференции Роккати сказал, что к нему вернулась чувствительность ног; он может чувствовать, как его тело соприкасается с землей, а мышцы напрягаются, когда он ходит, сообщает STAT .
Новое устройство основано на существующей технологии, называемой стимуляторами спинного мозга, которая уже используется для облегчения боли, согласно NBC News . Команда модифицировала эти стимуляторы, чтобы воздействовать на определенные нервы, участвующие в управлении мышцами ног и нижней части туловища, говорится в их отчете. Кроме того, согласно данным STAT, в ходе испытания команда подгоняла каждый имплантат в соответствии с длиной спинного мозга и положением нервов у разных участников.
«Это дает нам точный контроль над нейронами, регулирующими определенные мышцы», — говорится в заявлении Блоха.«В конечном счете, это позволяет повысить избирательность и точность управления двигательными последовательностями для данной деятельности».
По данным STAT, теперь устройство будет протестировано в рамках крупномасштабных испытаний в США и Европе. Команда надеется протестировать устройство на людях с относительно недавними травмами; в испытании с участием трех человек все участники были по крайней мере через год после травм. «Следующий шаг — начать раньше, сразу после травмы, когда потенциал восстановления намного выше», — сказал Блох NBC News.По данным STAT, исследования на животных намекают на то, что электрическая стимуляция может помочь заживлению спинного мозга после травмы; поэтому пациенты потенциально могут восстановить больше чувствительности и моторного контроля, если их имплантат будет установлен вскоре после травмы.
Команда также изучает возможность имплантации аналогичного стимулятора непосредственно в моторную кору, ключевую область мозга, отвечающую за контроль над произвольными движениями, сообщила Кортин NBC News. Такое устройство могло бы позволить парализованным людям управлять своими движениями без помощи планшета или кликера.
Доступность лечения имеет ограничения, однако: установка имплантата требует инвазивной хирургии, и пациенты должны пройти тщательное наблюдение и реабилитацию после имплантации, ABC Science сообщает .
«Задача на будущее состоит не только в улучшении этих подходов и разработке других подходов, но и в управлении применением этих вмешательств, чтобы многие люди могли извлечь выгоду, учитывая, что доступ к высоким технологиям может быть препятствием», Реджи Эдгертон, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, руководивший некоторыми постдокторскими работами Кортин, сообщил STAT.
Первоначально опубликовано на Live Science.
Стимуляция позвоночника помогает людям с параличом ходить, кататься на каноэ и стоять в баре
На протяжении десятилетий врачи и исследователи пытались использовать электрическую стимуляцию спинного мозга для восстановления движений у людей с параличом. Этот метод в сочетании с физиотерапией даже позволил некоторым пациентам с полным параличом снова ходить.
Тем не менее, это не помогло всем парализованным людям.И у исследователей до сих пор возникают проблемы с улучшением сложных движений у таких пациентов, а не только способности делать простые шаги. Другая цель — сделать лечение более доступным для миллионов людей во всем мире, страдающих от паралича.
Сейчас группа исследователей разработала электродную систему нового типа, которая успешно восстановила двигательные способности у трех пациентов с полным параличом мышц ног и туловища. Более того, улучшение наблюдалось всего за один день лечения — быстрее, чем при использовании большинства ранее изученных методов, — и оно продолжалось в последующие дни и месяцы.Результаты были опубликованы 7 февраля в Nature Medicine.
Многие из технологий стимуляции, разработанных за эти годы, изначально были предназначены для снятия боли, а затем были перепрофилированы для восстановления движения. Недостатком этого подхода является то, что эти технологии не смогли стимулировать определенные нервы в спинном мозге, которые контролируют движения в ногах и туловище.
Кроме того, новый подход позволяет персонализировать лечение для каждого отдельного пациента, сосредоточив внимание на определенных задних корешках.«Это самая точная стимуляция спинного мозга на сегодняшний день и связанное с этим восстановление движений у людей с полной травмой спинного мозга», — говорит Грегуар Куртин, соавтор новой статьи и нейробиолог из Швейцарского федерального технологического института в Лозанне. .
Новое устройство на самом деле нацелено на «дорсальные нервные корешки», пучок нервных волокон, которые передают сенсорную информацию в позвоночник. Но этот сенсорный вход запускает другие нервы, отвечающие за движение туловища и конечностей.Как говорит другой соавтор статьи Джоселин Блох: «Матрицы болевых электродов короче и уже, они не были разработаны для целенаправленного воздействия на каждый отдельный нервный корешок для точной и специфической активации мышц туловища и ног». Блох — нейрохирург в Университетской больнице Лозанны в Швейцарии.
Кортин объясняет, что, хотя лечебные эффекты устройства его группы были немедленными, поначалу пациентам действительно требовалась дополнительная поддержка веса тела, которая состояла либо из двух параллельных брусьев на земле, либо на беговой дорожке.Однако еще через один-три дня они действительно смогли ходить, опять же с помощью вспомогательного средства. А через несколько месяцев они стали лучше выполнять другие двигательные действия, включая езду на велосипеде, греблю на каноэ и даже стоя и выпивку в баре.
Авторы считают, что их устройство работает, потому что только небольшое количество нервных волокон может пережить аварию, но в конечном итоге они впадают в спячку в результате отсутствия стимуляции от нервов за пределами места повреждения. Стимуляции позвоночника достаточно достичь этих нескольких нервных волокон, чтобы вернуть их к жизни.
Однако есть одно предостережение: долгосрочные улучшения происходили только тогда, когда у пациентов было включено устройство стимуляции. Людям с полным параличом потребуется постоянный спинной имплантат, чтобы лечение подействовало. Но Кортин считает, что это небольшая цена, которую нужно заплатить, чтобы восстановить некоторую степень движения.
«[Новые] данные согласуются с возможностью того, что точная регулировка размещения электродов относительно положения задних корешков может быть фактором, приводящим к относительно быстрому восстановлению двигательных функций», — говорит В.Реджи Эдгертон, профессор физиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который проводит аналогичные исследования с методами внешней стимуляции, не требующими хирургического вмешательства.
Эдгертон называет новое исследование важным достижением в этой области. Тем не менее, он спрашивает, в какой степени «точность», подчеркиваемая исследователями, ответственна за результаты, отраженные в двигательном поведении, учитывая, что пациентам все еще приходилось проходить обширную физиотерапию.
Next for Bloch and Courtine расширяет доступ к стимуляции позвоночника и восстановлению движений.Их группа сотрудничает с ONWARD, коллективом ученых, инженеров и врачей, стремящихся разработать методы лечения травм спинного мозга. (Куртин — главный научный сотрудник ONWARD.) План состоит в том, чтобы создать коммерческую версию их технологии и подтвердить ее клиническим исследованием в следующем году. Он пока не уверен, сколько это будет стоить, но говорит, что цены будут аналогичны другим технологиям стимуляции нервной системы, таким как глубокая стимуляция мозга при болезни Паркинсона.
Как говорит Кортин, «[Идея] состоит в том, чтобы сделать это доступным для всех».
Парализован ниже пояса: восстановление после параплегии
Параплегия возникает, когда человек парализован ниже пояса. Чаще всего это происходит после травмы спинного мозга и может создавать трудности при выполнении повседневных действий, таких как ходьба или посещение туалета.
Хотя параплегия вызывает паралич нижних конечностей, она не влияет на функции верхней части тела. В результате пациенты с травмой спинного мозга и параплегией могут научиться адаптивным методам, чтобы в значительной степени сохранить свою независимость.
Чтобы помочь вам понять процесс реабилитации параплегии, в этой статье мы обсудим:
Что вызывает паралич ниже пояса?
Как правило, у лиц, парализованных ниже пояса, имеется повреждение среднего и нижнего грудного отдела спинного мозга. Ощущение и двигательный контроль в области талии обычно иннервируются сегментами T7-T9 спинного мозга.
Поскольку сигналы от мозга не могут легко пройти дальше уровня ТСМ, люди часто испытывают паралич функций, иннервируемых ниже уровня их повреждения.
Тяжесть травмы спинного мозга может значительно повлиять на степень паралича. Повреждения спинного мозга могут быть полными или неполными. Полная ТСМ описывает поражение, которое пересекает весь спинной мозг, не оставляя щадящих нервных путей. В результате пациенты с полной травмой спинного мозга не будут иметь чувствительности или двигательного контроля ниже уровня травмы, поскольку нервные сообщения не могут передаваться за пределы уровня травмы.
Напротив, неполная ТСМ описывает частичное повреждение, которое приводит к сохранению некоторых нервных путей.Менее тяжелые ТСМ имеют более сохранные нервные пути, поэтому некоторые люди могут продолжать двигаться и чувствовать области, иннервированные ниже уровня их травмы.
Теперь, когда вы понимаете, как травма спинного мозга может вызвать паралич ниже пояса, давайте обсудим возможные осложнения.
Что ожидать, если вас парализовало ниже пояса
Лица, парализованные ниже пояса, должны понимать, как могут быть затронуты функции их нижней части тела. Таким образом, они могут подготовиться и предотвратить прогрессирование потенциальных осложнений.
Ниже мы обсудим некоторые из наиболее частых исходов параплегии:
1. Дисфункция мочевого пузыря и кишечника
Повреждения спинного мозга, приводящие к параличу ниже пояса, могут повлиять на контроль мышц, образующих кишечник и мочевой пузырь.
Эти мышцы иннервируются самым нижним отделом спинного мозга, крестцовым отделом. В результате у пациентов с ТСМ любого уровня травмы очень часто возникает дисфункция мочевого пузыря и кишечника.
В зависимости от уровня травмы мышцы мочевого пузыря и кишечника могут стать непроизвольно напряженными или вялыми. Постоянно сжатые мышцы мочевого пузыря и кишечника могут привести к задержке мочи и запорам, в то время как постоянно расслабленные мышцы могут привести к недержанию мочи.
Лечение осложнений со стороны кишечника и мочевого пузыря включает:
- Корректировка диеты с целью включения в нее большего количества клетчатки
- Использование катетера
- Выполнение программы дефекации по расписанию дефекации
- Прием лекарств для расслабления сокращенных мышц
- Прохождение операции по увеличению стенок мочевого пузыря
- Терапия тазового дна для увеличения контроль мышц, связанных с кишечником и мочевым пузырем
2.Атрофия мышц нижних конечностей
Лица, парализованные ниже пояса, могут бороться с потерей мышечной массы, также известной как мышечная атрофия.
После ТСМ люди могут быть не в состоянии нести такой большой вес на ногах, если он вообще есть. В результате мышцы, как правило, сжимаются от меньшего использования.
Принцип «используй или потеряешь» прекрасно описывает это. Чем больше вы используете свои мышцы, тем сильнее они становятся. Точно так же отсутствие использования может привести к их усадке.Человеческое тело чрезвычайно адаптивно, и когда оно чувствует, что часть тела не используется, оно вносит изменения для сохранения энергии.
Некоторые способы борьбы с мышечной атрофией включают повторяющиеся упражнения для ног, стимулирующие нейроадаптивные изменения в спинном мозге. Важно отметить, что эти упражнения не должны включать в себя дополнительный вес, поскольку основное внимание должно быть сосредоточено на связи между вашими нервами и мышцами, а не на величине сопротивления, которое вы можете использовать.Участие в функциональной электрической стимуляции, которая включает размещение электродов на коже над целевыми группами мышц для непосредственной стимуляции движения, также может помочь уменьшить атрофию мышц. Это то, что ваш терапевт может дополнительно проинструктировать вас, чтобы оптимально увеличить моторный контроль и силу.
3. Половая дисфункция
Другим потенциальным результатом паралича ниже пояса является потеря половых функций. Это может включать потерю чувствительности, способность к эрекции и способность к оргазму.
Лица с сексуальной дисфункцией также должны знать, что они могут подвергаться риску вегетативной дисрефлексии. Вегетативная дисрефлексия характеризуется внезапным повышением артериального давления из-за стимуляции ниже уровня повреждения. Поскольку сообщения от мозга не могут проходить ниже места повреждения, чтобы регулировать эту реакцию, люди могут испытывать чувство паники, головной боли и стеснения в груди.
Хотя вегетативная дисрефлексия чаще встречается у лиц с травмой на уровне T6 или выше, она также может возникать у лиц с травмами спинного мозга на уровне T7-10.
Каждая травма спинного мозга уникальна, и, посоветовавшись с врачом, вы сможете лучше понять, что можно сделать для лечения сексуальной дисфункции. Около 80% мужчин частично восстанавливают эректильную функцию в течение 2 лет после травмы, и большинство женщин могут забеременеть.
4. Спастичность
Многие люди, парализованные ниже пояса, испытывают спастичность в ногах. Спастичность возникает, когда мышцы непроизвольно сокращаются, что может вызвать скованность движений, спазмы и боль.
Однако многие пациенты с ТСМ также могут использовать спастичность в ногах в своих интересах.Например, они могут использовать повышенный тон, чтобы помочь им встать, поддерживая их ногами.
Хотя спастичность может мешать человеку ходить и контролировать свои движения, в целом это хороший признак выздоровления, поскольку он указывает на наличие сохранных нервных путей между мозгом и телом.
Для минимизации последствий спастичности обычно используют физиотерапию, миорелаксанты, ботокс или хирургическое вмешательство. Миорелаксанты и ботокс используются для временной минимизации спастичности, в то время как физиотерапия использует упражнения и растяжку для стимуляции нейроадаптивных изменений в спинном мозге.Хирургия спастичности может включать ручное удлинение мышц и сухожилий или выборочные разрезы нервов для снижения возбудимости спастических мышц.
Далее мы обсудим механизмы, которые делают возможным восстановление после травмы спинного мозга.
Можете ли вы ходить с параличом нижних конечностей?
В зависимости от тяжести травмы спинного мозга и интенсивности реабилитации люди с параплегией могут снова ходить. Личная мотивация также важна для восстановления способности ходить, а также других функций после травмы спинного мозга.
Чем больше у пациента сохранных нервных путей на уровне травмы, тем выше вероятность выздоровления. Это связано с тем, что сохраненные нервные пути в спинном мозге могут использовать нейропластичность , чтобы перепрограммировать себя.
Каждый раз, когда человек выполняет движение, спинной мозг стимулируется. Непрерывное повторение движения помогает спинному мозгу осознать потребность в этой функции, что способствует нейроадаптивным изменениям. Вы можете снова научить свое тело ходить с помощью повторяющихся упражнений для конкретных задач.
Восстановление способности ходить может включать:
Также возможно, что травмы спинного мозга изначально кажутся более серьезными, чем они есть на самом деле, из-за воспаления. После травмы спинного мозга воспалительная реакция организма вызывает вспышку биохимических процессов, которые могут вызвать отек.
Чрезмерный отек может временно перекрыть кровоток в спинном мозге, что приведет к полной потере рефлексов, двигательных и сенсорных функций ниже уровня повреждения, что называется спинальным шоком.Как только отек начинает спадать и кровоток восстанавливается, рефлексы и функции могут постепенно начать восстанавливаться.
В следующем разделе мы рассмотрим, как пациенты с травмами спинного мозга могут научиться оптимизировать свою независимость во время реабилитации.
Максимизация независимости с помощью паралича нижних конечностей
Поскольку люди с параплегией имеют нормальные функции верхней части тела, они могут выполнять многие повседневные действия самостоятельно.
При трудотерапии у пациентов с травмами спинного мозга будут оцениваться их функциональные возможности.Это может включать в себя диапазон движений, силу и сенсорное тестирование, а также подробную оценку их способности выполнять задачи по уходу за собой. Затем эрготерапевт создаст индивидуальный план реабилитации, направленный на улучшение подвижности и максимальную независимость.
Например, пациенты с травмами спинного мозга, которые парализованы ниже пояса, могут научиться одеваться в инвалидное кресло или как наиболее эффективно и безопасно вставать с постели. OT также может научить их, как использовать адаптивное оборудование, такое как поручни, чтобы облегчить выполнение действий.
Воспользовавшись незатронутыми функциями рук, чтобы помочь компенсировать плохие функции ног, люди могут продолжать быть самодостаточными, работая над реабилитацией.
Понимание паралича ниже пояса: ключевые моменты
В зависимости от серьезности травмы спинного мозга паралич ниже пояса не всегда носит постоянный характер. Поскольку сохранные нервные пути в спинном мозге обладают нейропластичностью, во многих случаях можно восстановить функции, ослабленные травмой.
Когда люди парализованы ниже пояса, они подвержены осложнениям со стороны кишечника и мочевого пузыря, мышечной атрофии, половой дисфункции и спастичности. Научившись справляться с этими проблемами, люди могут оптимизировать качество своей жизни.
Надеюсь, эта статья помогла вам обрести надежду на выздоровление после травмы спинного мозга. Удачи!
Парализован из-за ошибки доктора
Паралич, очевидно, является одним из самых экстремальных и изменяющих жизнь медицинских состояний, которые может вынести человек.Это достаточно сложно, когда человек парализован в результате инсульта, несчастного случая, такого как травма головы, или генетического заболевания, такого как мышечная дистрофия. Но совсем другое дело, когда паралич вызван ошибкой медицинского работника. Почему? Потому что в данном случае паралич можно было предотвратить. Причиной стала человеческая ошибка. И, к сожалению, многие случаи паралича вызваны врачебными ошибками.
Паралич возникает в результате поражения центральной нервной системы.Это приводит к частичной или полной неспособности двигать конечностями. Паралич рук и ног — квадриплегия; паралич ног — параплегия. Паралич одной стороны тела — гемиплегия. Диплегия относится к параличу одной и той же области с обеих сторон тела; моноплегия относится к одной конечности или области.
Врачи, хирурги, анестезиологи, акушеры, гинекологи, специалисты отделений неотложной помощи, медсестры, работники больниц, фармацевты и все другие квалифицированные медицинские работники обязаны соблюдать определенные медицинские протоколы.Когда они отклоняются от этих стандартов, что приводит к травме или причинению вреда пациенту, они могут быть виновны в врачебной халатности. В этих случаях парализованная жертва может потребовать возмещения денежного ущерба в судебном иске о врачебной халатности. Если парализованный пациент умирает, его законные наследники могут требовать возмещения убытков в судебном иске о неправомерной смерти в связи с врачебной халатностью.
Различные причины паралича
К сожалению, паралич часто возникает во время родов. Повреждения плечевого сплетения возникают, когда группа нервов на шее новорожденного разрывается, растягивается или сдавливается.Это чрезмерное и ненужное применение силы может привести к временному или постоянному параличу верхней конечности. Кроме того, паралич часто возникает во время операции, когда есть хирургические ошибки либо вблизи головного мозга, либо вблизи позвоночника. Ошибка хирурга может привести к необратимому повреждению спинного мозга.
Ошибки диагностики
Другая распространенная причина паралича вызвана неточным диагнозом медицинского работника или полной неспособностью поставить диагноз.Кроме того, при задержке диагностики заболевания может возникнуть паралич. Например, если менингит не диагностируется быстро, это может привести к параличу, а также к целому ряду других тяжелых состояний, таких как повреждение головного мозга и потеря слуха. В худшем случае возможен летальный исход. Несвоевременная диагностика опухолей спинного мозга может привести к параличу из-за сдавления спинного мозга и других факторов. Когда опухоли головного мозга не диагностируются быстро и точно, они могут привести к параличу тела или лица.Травматическое повреждение спинного мозга в результате несчастного случая или удара может привести к параличу и должно быть немедленно диагностировано.
Неврологические обследования, компьютерная томография, рентген и другие формы диагностики должны быть быстрыми, тщательными и точными. Медицинские работники должны быть активными и агрессивными в своих диагнозах. Невыполнение этого требования может привести к медицинской халатности.
Ущерб и компенсация
Если вы или член вашей семьи получили травмы в результате халатности медицинского работника, вы можете потребовать компенсацию.Это может включать прошлые и будущие медицинские расходы, потерянный доход, будущий потерянный доход, боль и страдания и многое другое. В случае паралича и других долговременных травм ущерб должен быть тщательно оценен, так как требуется пожизненная медицинская помощь и уход.
Michels & Lew, Адвокаты по делам о врачебных ошибках в Лос-Анджелесе
Michels & Lew — юридическая фирма, специализирующаяся на медицинской халатности и травмах, базирующаяся в Лос-Анджелесе. С юридическими и медицинскими работниками юридического бюро Michels & Lew можно связаться по телефону 310-444-1200, чтобы обсудить ваше дело.
Источник
- https://www.mayoclinic.org/diseases-conditions/brachial-plexus-injury/home/ovc-20127336
Сенсорные сигналы в парализованных мышцах
Для людей с тетраплегией — состоянием, при котором все четыре конечности утратили двигательную способность — восстановление самостоятельности является главным приоритетом. Хотя паралич, вызванный неврологическими расстройствами, неизлечим, роботизированные руки и экзоскелеты могут оказать некоторую помощь.Однако управление этими роботизированными устройствами представляет собой сложную проблему. Исследователи экспериментировали с голосовым управлением (которое с трудом переводит вербальные команды в трехмерное пространство), интерфейсами мозг-компьютер (которые требуют сложной операции) и джойстиками (которые часто означают несколько раундов позиционирования для каждого сегмента руки).
Дуг Вебер, профессор машиностроения и Института неврологии, в партнерстве с международной группой исследователей изучил возможность использования миоэлектрических сигналов — электрических импульсов, связанных с сокращением мышц — для прогнозирования предполагаемых жестов рук у человека с тетраплегией.В проекте также участвовали исследователи из Имперского колледжа в Лондоне, Мемориального института Баттеля в Огайо и Университета Питтсбурга.
Мы работаем на стыке инженерии и нейронауки, пытаясь создать устройства, которые подключаются к функционирующим частям тела, минуя участки нервной системы, поврежденные в результате травмы или болезни.
Дуг Вебер , Профессор , Машиностроение
«Большая часть работы, которую мы выполняем в лаборатории, сосредоточена на оказании помощи людям в восстановлении двигательных функций, которые важны для выполнения повседневных действий», — сказал Вебер.«Мы работаем на стыке инженерии и неврологии, пытаясь создать устройства, которые подключаются к функционирующим частям тела, минуя участки нервной системы, поврежденные травмой или болезнью».
Существует множество состояний и травм, которые могут привести к параличу или потере движения. Некоторые, например инсульт, поражают мозг. Другие, например травмы спинного мозга, влияют на связи между мозгом и мышцами. Традиционно считалось, что травмы спинного мозга разрывают связь, и сигналы никогда не достигают мышц.Идея заключается в том, что люди с тетраплегией не могут генерировать обнаруживаемые миоэлектрические сигналы.
«Мы решили бросить вызов представлению о том, что мышцы, парализованные травмой спинного мозга, неспособны проявлять миоэлектрическую активность, которая указывает на чье-то двигательное намерение», — сказал Вебер. «Мы использовали рукав со 150 датчиками, которые покрывали все предплечье, создавая широкую сеть в надежде найти миоэлектрические сигналы, которые сохраняются даже в мышцах, которые слишком слабы, чтобы генерировать физические действия.
\
Этот подход был протестирован на 32-летнем мужчине, перенесшем травму спинного мозга за 14 лет до исследования. Его запястье немного ограничено в движениях, но пальцы не могут двигаться. Во время тестирования участнику было предложено попытаться имитировать набор жестов рук, таких как указание указательным пальцем, которые отображались в виде подсказок на экране компьютера.
«Мы знали, что просим участника выполнить невыполнимую задачу, и поэтому мы были приятно удивлены, обнаружив, что каждая (неудачная) попытка двигаться вызывала небольшие, но заметные всплески мышечной активности», — сказала Джордин Тинг, доктор философии. кандидат биоинженерии Питтсбургского университета и ведущий автор этой статьи.
Это означает, что мышцы участника все еще были связаны с мозгом, хотя эти связи слабые. Сила и расположение миоэлектрических сигналов зависят от конкретного пациента и его уникальной травмы — нет двух абсолютно одинаковых.Точно так же сигналы могут отличаться от тех, которые можно было бы обнаружить у здорового человека. Несмотря на проблемы, связанные с интерпретацией сигналов, их наличие предполагает, что их можно использовать для управления роботизированными устройствами, помогающими движению. Затем исследователи будут использовать виртуальную реальность, чтобы показать пациентам, что, несмотря на отсутствие движения, их мышцы взаимодействуют с мозгом.
«Мы считаем, что эта обратная связь может помочь им стать сильнее, точно так же, как когда мы практикуем любой другой навык», — сказал Вебер.«Мы знаем, что не сможем вылечить паралич, но если мы сможем дать кому-то возможность выражать свои намерения с помощью этого носимого датчика, то мы дадим им возможность управлять вспомогательными устройствами очень естественным образом, используя только свои мышцы».