Neuroprostetika
Neuroprostetika ili neuronska protetika je mlada naučna discilina iz oblasti neurobiologije i biomedicinskog inženjerstva, koja se bavi razvojem neuronskih proteza. Zamenjujući ili poboljšavajući funkciju izgubljenih čula, ovi uređaji imaju namenu da poboljšaju kvalitet života osoba sa invaliditetom. Neuroprostetika ugradnjom protetski uređaja vrši njihovo povezivanje sa perifernim nervom ili ga ugrađuje u strukture centralnog nervnog sistema čime postiže dugotrajnu stimulaciju nervnog sistema čija je funkcija narušena kod raznih stanja i bolesti.
Istorija[uredi | uredi izvor]
Od kada postoje kompjuteri, postojala je ljudska želja da ih kontrolišemo svojim mislima. Još 1960-ih godina bilo je pokušaja da se to ostvari: navodno je naučnik sa Oksforda uspeo da pomeri slajd na projektoru pomoću moždanih talasa.[1]
Otprilike u isto vreme, neuronaučnik Hoze Delgado ušao je u ring sa bikom kako bi dokazao da može da uspori snažnu životinju i primorao je da se okrene koristeći uređaj koji je izmislio – „stimulus”. Napredak je, suprotno Delgadovom optimizmu, bio mnogo sporiji, a postizanje krajnjeg cilja u ovoj oblasti – kontrolisanje ponašanja implantata koji će stimulisati moždane talase, umesto spoljnih uređaja, mnogo je teže postići.[1]
- Prvi kohlearni implant napravljen je 1957. godine.
- Prvu zaštitu motorike za padove stopala kod hemiplegije primenjena je 1961. godine.
- Prvi slušni implant moždanog stabla nastao je 1977. i implantiran je u kičmenu moždinu odraslog pacova 1981. godine,
- Godine 1988., funkcionalna električnu stimulaciju (FES) i olakšala je stajanje i hodanje grupi paraplegičara.
Što se tiče razvoja elektroda ugrađenih u mozak, rana poteškoća je bila pouzdano lociranje elektroda, prvobitno napravljenih umetanjem elektroda u igle i odbijanjem igala na dubini gvožđa. Noviji sistemi koriste napredne sonde, kao što su one koje se koriste u dubokoj stimulaciji mozga za ublažavanje simptoma Parkinsonove bolesti. Problem sa pristupom bio je u tome što je sonda slobodnije lebdela u lobanji, pa su i relativno mali udari, kao što je saobraćajna nesreća pri maloj brzini, bili su potencijalno štetni.
Neki istraživači, poput Kensala Vajza sa Univerziteta u Mičigenu, su predložili pričvršćivanje „elektroda na spoljašnju površinu mozga ili na unutrašnju površinu lobanje. Međutim, tek kad je ostvarena uspešna, modemska veza rešen je problem na uređajima koji treba da se ubace duboko u mozak, kao u slučaju duboke moždane stimulacije (DBS).
Ipak, uprkos napretku, implantanti su i dalje visokog rizika – operacija mozga može ostaviti trajne negativne posledice na pacijenta, bez garancije uspeha, tako da šteta nadmašuje pozitivne efekte implantacije. Na primer, komunikacija sa moždanim talasima je i dalje sporija od „normalnog“ govora ili kucanja, a bilo kakva invazivna intervencija na ljude nije vredna rizika.
Opšte informacije[uredi | uredi izvor]
Prethodno obavljena istraživanja i precizno otkrivanje i snimanje električnih signala u mozgu pomoglo je da se bolje razumeju veze između lokalnih klastera neurona odgovornih za određene funkcije. Na osnovu toga nastale su neuralne proteze ili neuroproteze kao neka vrsta elektronskih implantanata koji mogu da povrate motoričke, senzorne i kognitivne funkcije ako su prethodno izgubljene kao posledica povrede ili bolesti.
Primer neuroproteze
Jedan od ovoh uređaja je kohlearni implantant. Ovaj uređaj vraća funkcije bubne opne i stapesa simulacijom frekvencijske analize u pužnici. Spoljni mikrofon hvata zvukove i elektronski ih obrađuje; zatim obrađeni signal prenosi na implantiranu jedinicu koja kroz niz mikroelektroda stimuliše vlakna slušnog nerva u pužnici.
Ovi implantabilni uređaji se takođe često koriste u neuronauci u eksperimentima na životinjama kao alat za pomoć u proučavanju mozga i njegovog funkcionisanja. U bežičnom praćenju, električni signali iz mozga se šalju preko elektroda implantiranih u mozak subjekta, a subjekt se može proučavati bez uređaja koji utiče na rezultate.
Tehničke karakteristike[uredi | uredi izvor]
Neuralni implanti su dizajnirani tako da su što je moguće manji kako bi se minimizirala invazivnost, posebno u oblastima oko mozga, očiju ili pužnice. Ovi implantati obično bežično komuniciraju sa svojim protezama.[2]
Snaga za pokretanje ovih aparata se lako dobija bežičnim prenosom električne energije kroz kožu. Tkivo pored implantanta je veoma osetljivo na povećanje temperature. To znači da se potrošnja energije mora svesti na minimum kako bi se izbeglo termičko oštećenje tkiva.[3]
Godine 2019, grupa na Univerzitetu Karnegi Melon, koristeći neinvazivni interfejs, uspela je da pristupi signalima duboko u mozgu i razvije prvu robotsku ruku na svetu kontrolisanu umom koja može neprekidno i glatko da prati kursor računara.[4]
Kohlearni implantati su danas najčešće korišćena neuroprotetika. Od decembra 2010. primilo ga je oko 219 hiljada ljudi širom sveta.[5]
Neuronaučnici pokušavaju da premoste izgubljene veze između neurona imitacijom električnih obrazaca, čuvajući tako ključne veze između različitih sećanja. Implantanti treba da beleže moždanu aktivnost i aktiviraju određene grupe neurona.[1]
Zbog već pomenutih rizika koji postoje prilikom ugradnje elektronike u mozak, testovi se rade na osobama sa epilepsijom kojima su već ugrađene elektrode. Krajnji cilj je da se razvije uređaj koji će detektovati kada hipokampus - deo mozga odgovoran za izgradnju sećanja - ne pretvara kratkoročna u dugoročna sećanja kako treba, tako da elektronika može da podrži taj proces.[1]
Izvori[uredi | uredi izvor]
- ^ a b v g „Kodiranje ljudskog sećanja — čipom protiv zaborava – Startit”. Startit (na jeziku: engleski). 2016-04-11. Pristupljeno 2021-12-01.
- ^ Neuroprótesis: Hacia un futuro de cuerpos cibernéticos" Castellanos, Walter. Ingeniería Industrial n.O 26, 2008, ISSN 1025-9929, pp. 251-266
- ^ Krucoff, Max O.; Rahimpour, Shervin; Slutzky, Marc W.; Edgerton, V. Reggie; Turner, Dennis A. (2016). „Enhancing Nervous System Recovery through Neurobiologics, Neural Interface Training, and Neurorehabilitation”. Frontiers in Neuroscience. 10: 584. PMC 5186786
. PMID 28082858. doi:10.3389/fnins.2016.00584 ..
- ^ Garrison, Daniel (2007). „Minimizing Thermal Effects of in Vivo Body Sensors”. 4th International Workshop on Wearable and Implantable Body Sensor Networks (BSN 2007). IFMBE Proceedings. 13. str. 284—289. ISBN 978-3-540-70993-0. doi:10.1007/978-3-540-70994-7_47.
- ^ „Cochlear Implants”. NIDCD (na jeziku: engleski). 24. 3. 2021. Pristupljeno 2021-12-01.
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
 | Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja). |
| Državne | |
|---|---|
| Ostale | |
