कैसे मस्तिष्क प्रत्यारोपण लकवाग्रस्त लोगों की सहायता कर सकता है

यहां तक कि इस तरह के एक सरल आंदोलन, एक कप चाय जुटाने की तरह, आपके शरीर से बहुत सी कार्रवाई की आवश्यकता होती है। हथियारों को इसे कप में ले जाने के लिए काम करना चाहिए अपनी हथेली की मांसपेशियों को खुले रखना चाहिए ताकि आप कप को पकड़ सकें, और फिर अपनी उंगलियां बंद कर दें ताकि वह पकड़ सकें। फिर कंधे की मांसपेशियों को अपना हाथ पकड़ना चाहिए ताकि कप के अतिरिक्त वजन की वजह से यह फ्लिंच न हो। इन सभी मांसपेशियों को सही ढंग से और एक समन्वित तरीके से काम करना चाहिए, जबकि आप सोचते हैं कि आपने चाय बनाई है।

लंगड़ा मांसपेशियों को काम करने के लिए कैसे?

यही कारण है कि लकवाग्रस्त अंग को फिर से करना मुश्किल है। सबसे लकवाग्रस्त मांसपेशियां अब भी काम कर सकती हैं, लेकिन मस्तिष्क के साथ उनका संबंध खो गया है, इसलिए उन्हें कार्रवाई के लिए निर्देश प्राप्त नहीं हैं दुर्भाग्यवश, डॉक्टरों ने अभी तक रीढ़ की हड्डी की चोटों की मरम्मत नहीं की है, लेकिन एक समाधान है। हम इसे बाईपास कर सकते हैं और मांसपेशियों को कृत्रिम तरीके से निर्देश दे सकते हैं। मस्तिष्क गतिविधि पढ़ने और व्याख्या करने के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए धन्यवाद, ये निर्देश एक दिन रोगी के सिर से सीधे आ सकते हैं।

हम लकवाग्रस्त मांसपेशियों को उनके अंदर स्थित इलेक्ट्रोड के साथ उत्तेजित करके या उन्हें आपूर्ति करने वाली नसों के आस-पास काम कर सकते हैं। इस तकनीक को "कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना" कहा जाता है इसका उपयोग न केवल लकवाग्रस्त लोगों को ले जाने में मदद करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि मूत्राशय के कार्यों को पुनर्स्थापित करने के लिए, प्रभावी खांसी को प्रोत्साहित करने और दर्द को दूर करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। रीढ़ की हड्डी की चोटों वाले लोगों के जीवन के लिए यह तकनीक बहुत महत्वपूर्ण हो सकती है।

वैज्ञानिकों के अनुसंधान

दिमितर ब्लैंक और उनके सहयोगी इस तकनीक को एक हाथ के संचालन के लिए जरूरी निर्देशों के एक जटिल सेट के साथ संयोजित करने के तरीके पर काम कर रहे हैं। यदि आप चाय का एक प्याला बनाना चाहते हैं, तो मांसपेशियों को उत्तेजित करने की आवश्यकता है, कब और कितना? ये निर्देश बहुत जटिल हैं, और न सिर्फ इसलिए कि यहां बड़ी संख्या में मांसपेशियों को शामिल किया गया है जैसा कि आप चाय पीते हैं, ये निर्देश बदल जाएंगे, क्योंकि कप का वजन कम हो जाएगा। उदाहरण के लिए, कुछ अलग करने के लिए, अपनी नाक खरोंच करें, निर्देश पूरी तरह से अलग होंगे।

लकड़ियों की मांसपेशियों पर काम करने वाले उन लोगों की तलाश में विभिन्न निर्देशों का परीक्षण करने के बजाय, वैज्ञानिकों ने उन्हें गणना करने के लिए मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली के कंप्यूटर मॉडल का उपयोग किया। ये मॉडल गणितीय वर्णन करते हैं कि कैसे आंदोलनों के दौरान मांसपेशियों, हड्डियों और जोड़ों का कार्य होता है। जब मॉडलिंग, मांसपेशियों को मजबूत या कमजोर, लकवाग्रस्त या बाहर से उत्तेजित करना संभव है। इसलिए, यह देखने के लिए कि कौन से अधिक सफल हैं, जल्दी और सुरक्षित रूप से विभिन्न आवेग मॉडलों का परीक्षण करना संभव है।

मांसपेशियों के मॉडलिंग

प्रौद्योगिकी का परीक्षण करने के लिए, वैज्ञानिकों ने अध्ययन में प्रतिभागियों की मांसपेशियों और नसों में 24 इलेक्ट्रोड लगाए। उन्होंने इलेक्ट्रोड को जगह कहां तय करने के लिए सिमुलेशन का इस्तेमाल किया, चूंकि लकवाग्रस्त मांसपेशियों को कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना की आधुनिक प्रणालियों में इलेक्ट्रोड से बड़ा है।

यदि आपके पास कोई विकल्प होता है, तो मांसपेशियों को उत्तेजित करना बेहतर होता है: सबस्कुलर या सुपरमरीरी? यदि आपको कक्षा तंत्रिका को उत्तेजित करने की आवश्यकता है, तो आपको इलेक्ट्रोड को कहाँ रखा जाना चाहिए? इन जटिल सवालों के जवाब देने के लिए, वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रोड के विभिन्न सेटों के साथ मॉडलिंग का इस्तेमाल किया, और एक को चुना जिसने कंप्यूटर मॉडल को सबसे प्रभावी आंदोलन करने की अनुमति दी।

वर्तमान में, टीम कंधे पर काम कर रही है, जो मांसपेशियों के एक समूह द्वारा स्थिर है जिसे घूर्णन कफ कहा जाता है। यदि आपके द्वारा प्राप्त किए गए निर्देश गलत हैं, तो हाथ कंधे से बाहर निकल सकता है यही कारण है कि कंप्यूटर मॉडल्स इस अध्ययन में अपरिहार्य हैं। किसी भी व्यक्ति ने इस तरह के प्रयोगों को प्रतिभागियों पर रखने का फैसला नहीं किया होगा।

नया कार्य

सीखना कि लकवाग्रस्त मांसपेशियों को उपयोगी आंदोलनों का निर्माण कैसे करना है, यह केवल आधा समस्या है वैज्ञानिकों को यह तय करने की भी आवश्यकता होती है कि मांसपेशियों को सक्रिय करने के लिए कौन सा समय होगा, उदाहरण के लिए, जब उपयोगकर्ता कुछ ऑब्जेक्ट चुनना चाहता है संभावित विकल्पों में से एक यह जानकारी सीधे मस्तिष्क से प्रसारित है। हाल ही में, अमेरिका के शोधकर्ताओं ने एक लंगड़ा व्यक्ति के मस्तिष्क में व्यक्तिगत कोशिकाओं को सुनने के लिए एक इम्प्लांट का इस्तेमाल किया है। चूंकि विभिन्न आंदोलनों मस्तिष्क गतिविधि के विभिन्न रूपों से जुड़ी हुई हैं, प्रतिभागियों ने छह पूर्व-क्रमादेशित आंदोलनों में से एक को चुना, जो तब हाथ की मांसपेशियों के उत्तेजना से उत्पन्न हुए थे।

मस्तिष्क पढ़ना

यद्यपि यह तंत्रिका क्रिस्टेटिक्स के क्षेत्र में एक रोमांचक कदम है, लेकिन कई समस्याएं अनसुलझे रहती हैं। आदर्श रूप से, मस्तिष्क प्रत्यारोपण कई दशकों के लिए काम करना चाहिए। लेकिन वर्तमान समय में उन संकेतों को भी रिकार्ड करना मुश्किल है जो कई हफ्तों तक आवश्यक होंगे, इसलिए ये सिस्टम नियमित रूप से कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। नए इम्प्लांट डिजाइन या विभिन्न मस्तिष्क संकेतों का उपयोग दीर्घकालिक स्थिरता में सुधार कर सकता है।

इसके अलावा, प्रत्यारोपण लाखों कोशिकाओं का केवल एक छोटा हिस्सा सुनते हैं जो हमारे अंगों को नियंत्रित करते हैं, इसलिए आंदोलनों की सीमा काफी सीमित हो सकती है। फिर भी, कुछ निश्चित स्वतंत्रता के साथ रोबोट अंगों का नियंत्रण फिर भी हासिल किया गया था, और इस तकनीक की संभावनाएं तेजी से विकसित हो रही हैं।

प्रौद्योगिकी का भविष्य

और अंत में, चिकनी, सहज आंदोलनों, जिसे हम प्रदान करते हैं, एक अमीर संवेदी प्रतिक्रिया प्रणाली द्वारा निर्देशित होती हैं जो मस्तिष्क को संचार करती है, जहां हमारे हाथ हैं और जब हमारी उंगलियों को वस्तुओं स्पर्श करते हैं आघात के बाद इन संकेतों को खो दिया जा सकता है, इसलिए शोधकर्ता भी मस्तिष्क प्रत्यारोपण पर काम कर रहे हैं जो संवेदी, साथ ही आंदोलनों को बहाल कर सकते हैं।

कुछ वैज्ञानिक मानते हैं कि मस्तिष्क पढ़ने की तकनीक कुशल लोगों को कंप्यूटर, मोबाइल फोन और अन्य लोगों के मस्तिष्क के साथ सीधे सीधे भी अधिक प्रभावी ढंग से बातचीत कर सकती है। फिर भी, अब यह विज्ञान कथा के क्षेत्र में है, जबकि चिकित्सा अनुप्रयोग के लिए मस्तिष्क पर नियंत्रण तेजी से एक नैदानिक वास्तविकता बन रहा है