Neuroproteză
Neuroprotezele sunt dispozitive artificiale capabile să înlocuiască sau să îmbunătățească funcțiile specifice ale sistemului nervos . Disciplina care se ocupă cu proiectarea și dezvoltarea unor astfel de dispozitive este Ingineria biomedicală , prin abilități, în ceea ce privește înțelegerea fenomenelor de funcționare a sistemului nervos provenite din Neuroștiințe . Cea mai răspândită neuroproteză din lume este implantul cohlear , numit și ureche bionică : dintr-o cercetare din 2006 , se estimează că în lume sunt utilizate aproximativ 100.000 de implanturi cohleare [1] .
Istorie
Primul implant cohlear a fost dezvoltat în 1957 . Alte neuroproteze utilizate în mod obișnuit sunt protezele motorii pentru gestionarea „picăturii piciorului”, semn adesea asociat cu prezența hemiparezei și implanturile în sistemul lombar anterior pentru a facilita ridicarea de pe scaun [2] . Dispozitivele de stimulare electrică funcționale pot fi privite ca neuroproteze. În ceea ce privește implantarea de electrozi pentru stimularea creierului, principala problemă este asociată cu fiabilitatea în plasarea electrozilor. Aceste dificultăți au fost parțial depășite prin utilizarea unor terminale precum cele utilizate pentru stimularea creierului profund , un tratament care este de obicei utilizat pentru a trata tremurul .
Proteze senzoriale
Proteze vizuale
Primele experimente efectuate de cercetători în jurul anului 1940 au fost efectuate încercând să stimuleze electric cortexul vizual al subiecților orbi. În acest fel, li s-a dat senzația de stimulare vizuală prin excitația fosfenelor. Această abordare a fost aprofundată în anii următori, folosind electrozi cu fir ultra-subțire. Protezele vizuale realizate cu această abordare se numesc implanturi vizuale corticale .
Proteze auditive
Implantul cohlear sau urechea bionică este un dispozitiv implantabil care oferă pacientului o senzație acustică pentru pacienții cu deficiențe de auz sau surzi. Spre deosebire de aparatele auditive, un implant cohlear nu amplifică sunetul, ci stimulează direct nervul acustic din cohlee , folosind impulsuri electrice. Pentru a face acest lucru, un implant cohlear este compus dintr-un microfon, un microprocesor pentru procesarea sunetului și un emițător.
Proteză de ameliorare a durerii
Prin stimularea coloanei dorsale pe zone dedicate printr-un generator de puls implantat, pacientul simte o senzație de furnicături care alterează și scade percepția durerii,
Proteze motorii
Dispozitivele care îmbunătățesc funcțiile sistemului nervos autonom includ stimularea rădăcinii sacrale anterioare pentru controlul vezicii urinare, stimularea electrică funcțională și stimularea rădăcinii lombare anterioare.
Proteze motorii pentru controlul mișcărilor voluntare
În acest domeniu, neuroprotezele vizează restabilirea funcțiilor asociate mișcării voluntare, care pot fi compromise pentru diferite patologii, cum ar fi tetraplegia și scleroza laterală amiotrofică . Prin implantarea de microelectrozi pe scalp, este acum posibil să îndepliniți funcții cognitive simple, cum ar fi deplasarea unui cursor pe ecran sau oferirea de răspunsuri binare specifice. În ceea ce privește utilizarea acestor informații pentru executarea mișcărilor, cercetătorii sunt interesați în prezent de integrarea dintre domeniul neuroprotezei și roboticii pentru a dezvolta sisteme hibride care pot fi controlate prin informațiile colectate la nivelul creierului, de exemplu membrele robotizate sau mașini purtabile precum exoscheletul . Pentru a face acest lucru, sunt adesea utilizate pseudonimele intențiilor motorii, deoarece acestea sunt mai ușor de decodat.
Proteze senzorimotorii
În acest caz, neuroprotezele au dublu obiectiv de colectare a informațiilor senzoriale care pot fi compromise prin intermediul senzorilor, pentru a fi utilizate ca intrare pentru un sistem de procesare capabil să decodifice aceste informații pentru implementare. În acest sens, în 2002 , un implant a fost interfațat direct cu fibrele nervoase mediane ale cercetătorului Kevin Warwick , pentru a controla un braț robotic capabil să simuleze acțiunile brațului lui Warwick și, astfel, să ofere o senzație tactilă prin implantul în sine. [3]
Proteze cognitive
O a treia clasă de neuroproteză este cea a protezelor cognitive [4] , în care dispozitivul încearcă să restabilească funcțiile cognitive prin înlocuirea, la nivel funcțional, a zonelor creierului care au fost compromise.
Notă
- ^ Laura Bailey, Universitatea din Michigan News Service , pe umich.edu . Adus la 12 septembrie 2019 (arhivat din original la 7 ianuarie 2010) .
- ^ Handa G (2006) "Proteză neuronală - trecut, prezent și viitor" Indian Journal of Physical Medicine & Rehabilitation 17 (1)
- ^ Warwick, K, Gasson, M, Hutt, B, Goodhew, I, Kyberd, P, Andrews, B, Teddy, P și Shad, A: "Aplicarea tehnologiei implanturilor pentru sistemele cibernetice", Arhivele Neurologiei , 60 ( 10), pp1369-1373, 2003
- ^ Berger T et al (2005) "Restoring Lost Cognitive Function" IEEE Engineering in Medicine and Biology Magazine septembrie / octombrie pg 30-46
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Neuroproteză
linkuri externe
- ( EN ) Neuroproteză , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh2008009942 · GND (DE) 4635564-9 |
|---|
