Neuroprotetik

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 25. november 2019; checks kræver 13 redigeringer .

Neuroprotetik  er en disciplin, der ligger i skæringspunktet mellem neurovidenskab og biomedicinsk teknik og beskæftiger sig med udviklingen af ​​neurale proteser .

Neurale proteser er elektroniske implantater , der kan genoprette motoriske, sensoriske og kognitive funktioner, hvis de er gået tabt på grund af skade eller sygdom. Et eksempel på sådanne anordninger er cochlear implantatet . Denne enhed genopretter funktionerne udført af trommehinden og stigbøjlen ved at simulere frekvensanalyse i cochlea . En ekstern mikrofon opfanger lyde og behandler dem; derefter overføres det behandlede signal til den implanterede blok, som gennem mikroelektrodearrayetstimulerer hørenervefibrene i cochlea. Ved at erstatte eller forstærke tabte sanser har disse enheder til hensigt at forbedre livskvaliteten for mennesker med handicap.

Disse implanterbare enheder bruges også hyppigt inden for neurovidenskab i dyreforsøg som et værktøj til at hjælpe med studiet af hjernen og dens funktion. Ved trådløs overvågning sendes elektriske hjernesignaler gennem elektroder implanteret i forsøgspersonens hjerne, hvorved forsøgspersonen kan studeres, uden at en enhed påvirker resultaterne.

Præcis sansning og registrering af elektriske signaler i hjernen vil hjælpe til bedre at forstå forbindelserne mellem lokale klynger af neuroner, der er ansvarlige for visse funktioner.

Neurale implantater er designet så små som muligt for at minimere invasivitet, især i områder omkring hjernen, øjnene eller cochlea. Disse implantater kommunikerer normalt trådløst med deres proteser. Derudover opnås strøm nemt gennem trådløs transmission af elektricitet gennem huden. Vævet, der støder op til implantatet, er meget følsomt over for temperaturstigninger. Det betyder, at strømforbruget skal holdes på et minimum for at undgå vævsskader. [en]

I 2019 brugte en gruppe på Carnegie Mellon University en ikke-invasiv grænseflade til at få adgang til signaler dybt inde i hjernen og udvikle verdens første tankekontrollerede robotarm, der kontinuerligt og jævnt kan følge en computers markør. [2]

I øjeblikket er cochleaimplantatet det mest udbredte inden for neuroprotetik. I december 2010 modtog omkring 219.000 mennesker verden over det. [3]

Historie

Det første kendte cochleaimplantat blev skabt i 1957. Andre vigtige milepæle er skabelsen af ​​den første fodprotese til hemiplegi i 1961, skabelsen af ​​det første auditive hjernestammeimplantat i 1977 og skabelsen af ​​en perifer neurobro implanteret i rygmarven på en voksen rotte i 1981.

Sanseproteser

Visuel protetik

Høreproteser

Cochlear implantater , hjernestamme auditive implantater og midbrain auditive implantater er de tre hovedkategorier for høreproteser.

Cochleaimplantater bruges til at støtte udviklingen af ​​talesprog hos børn, der er døve fra fødslen. Cochleaimplantater er blevet implanteret i cirka 80.000 børn verden over.

Protetikker til smertelindring

Motoriske proteser

Implantater, der kontrollerer vandladning

Hovedartikel: Sakral anterior rodstimulator .

Når rygmarvsskade fører til paraplegi, har patienter svært ved at tømme deres blære, hvilket kan føre til infektion. I 1969 udviklede Brindley den sakrale forreste ledningsstimulator med vellykkede forsøg på mennesker i begyndelsen af ​​1980'erne. [4] Denne enhed er implanteret i ganglierne i de forreste rødder af den sakrale rygmarv; Styret af en ekstern sender giver den intermitterende stimulering, der forbedrer blæretømningen. Det hjælper også med afføring og gør det muligt for mandlige patienter at have vedvarende fuld erektion.

En lignende sakral nervestimuleringsprocedure er beregnet til at kontrollere inkontinens hos ikke-paraplegiske patienter [5] .

Motorproteser til bevidst kontrol af bevægelse

Sansemotoriske proteser

Kognitive proteser

Kognitive neuroproteser er enheder, der letter bearbejdning, lagring og transmission af information i den menneskelige hjerne. Den menneskelige hjerne er endnu ikke godt forstået, så kognitive neuroproteser forbliver science fiction.

Elektrokemiske neuroproteser

Neuroproteser ved hjælp af en kombination af kemisk og elektrisk stimulering og motorisk træning af rygmarven [6] [7]

Noter

  1. ↑ Daniel Harrison. Minimering af termiske effekter af in vivo kropssensorer . Dato for adgang: 5. maj 2010.  (utilgængeligt link)
  2. ↑ Sindstyret robotarm fungerer effektivt for første gang uden et hjerneimplantat . PreAbility (20. juni 2019). Hentet 2. juli 2019. Arkiveret fra originalen 2. juli 2019.
  3. ↑ NIH-publikation nr. 11-4798. Cochleære implantater . National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (1. marts 2011). - "Fra december 2010 har cirka 219.000 mennesker over hele verden modtaget implantater. I USA har omkring 42.600 voksne og 28.400 børn modtaget dem." Hentet 16. november 2011. Arkiveret fra originalen 12. august 2012.
  4. ↑ Neuroprotetik - Wikipedia . Hentet 18. juli 2017. Arkiveret fra originalen 14. juli 2017.
  5. ↑ Neuroprotetik - Wikipedia . Hentet 18. juli 2017. Arkiveret fra originalen 14. juli 2017.
  6. ↑ Musienko P. Et skridt rundt. Elektrokemiske neuroproteser - mod lammelser. Arkivkopi dateret 13. december 2012 på Wayback Machine // Science and Life , nr. 12, 2012.
  7. ↑ Kirill Stasevich Hvordan man lærer rygmarven at være uafhængig // Videnskab og liv . - 2016. - Nr. 7. - S. 14-19. — URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/29092/ Arkiveret 12. marts 2017 på Wayback Machine
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger