प्रोस्थेटिक्स मध्ये प्रेम

सरडे त्यांची शेपटी गमावल्यानंतर पुन्हा निर्माण करू शकतात आणि खेकडे त्यांचे पाय गमावल्यानंतर पुन्हा निर्माण करू शकतात, परंतु या वरवरच्या "आदिम" प्राण्यांच्या तुलनेत, उत्क्रांतीच्या काळात मानवाने पुन्हा निर्माण करण्याची क्षमता गमावली आहे. प्रौढांमध्ये हातपाय पुन्हा निर्माण करण्याची क्षमता जवळजवळ शून्य असते, लहान मुलांचा अपवाद वगळता जे बोटांचे टोक गमावतात तेव्हा पुन्हा निर्माण होऊ शकतात. परिणामी, अपघातामुळे किंवा रोगामुळे हातपाय गमावलेल्यांच्या जीवनमानावर मोठ्या प्रमाणात परिणाम होऊ शकतो, आणि डॉक्टरांसाठी जैविक बदल शोधणे हा एक महत्त्वाचा पर्याय ठरला आहे ज्यांनी अंगविकाराचे आयुष्य सुधारले आहे.

प्राचीन इजिप्तपर्यंत, कृत्रिम अवयवांच्या नोंदी आहेत. कॉनन डॉयलच्या "द साईन ऑफ द फोर" मध्ये देखील एका खुनी माणसाचे खून करण्यासाठी कृत्रिम अवयव वापरल्याचे वर्णन आहे.

असे प्रोस्थेटिक्स, तथापि, साधे समर्थन प्रदान करतात परंतु अंगविच्छेदन करणार्‍या व्यक्तीच्या जीवन अनुभवामध्ये लक्षणीय सुधारणा करण्याची शक्यता नाही. चांगले प्रोस्थेटिक्स दोन्ही दिशेने सिग्नल पाठविण्यास सक्षम असावे: एकीकडे, रुग्ण स्वायत्तपणे प्रोस्थेटिक्स नियंत्रित करू शकतो; याउलट, कृत्रिम अवयव रुग्णाच्या मेंदूच्या संवेदी कॉर्टेक्समध्ये संवेदना पाठविण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे, जसे की नैसर्गिक अवयव नसांसह, त्यांना स्पर्शाची भावना देते.

मागील अभ्यासांनी मेंदूचे कोड डीकोड करण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे जेणेकरुन विषय (माकडे आणि मानव) त्यांच्या मनाने रोबोटिक हात नियंत्रित करू शकतील. परंतु प्रोस्थेटिकला अर्थ देणे देखील महत्त्वाचे आहे. ग्रासपिंग सारख्या वरवर सोप्या प्रक्रियेत जटिल अभिप्राय समाविष्ट असतो, कारण आपण आपल्या हातांना कसे वाटते त्यानुसार आपल्या बोटांची शक्ती सुप्तपणे समायोजित करतो, जेणेकरून आपण गोष्टी घसरत नाही किंवा त्यांना जास्त चिमटावू नये. पूर्वी, कृत्रिम हात असलेल्या रुग्णांना वस्तूंची ताकद निश्चित करण्यासाठी त्यांच्या डोळ्यांवर अवलंबून रहावे लागे. आपण उडताना करू शकतो त्या गोष्टी करण्यासाठी खूप लक्ष आणि ऊर्जा लागते, परंतु तरीही ते अनेकदा गोष्टी मोडतात.

2011 मध्ये, ड्यूक विद्यापीठाने माकडांवर अनेक प्रयोग केले. त्यांच्याकडे माकडांना वेगवेगळ्या सामग्रीच्या वस्तू समजून घेण्यासाठी आभासी रोबोटिक शस्त्रे हाताळण्यासाठी त्यांच्या मनाचा वापर केला होता. व्हर्च्युअल हाताने माकडाच्या मेंदूला वेगवेगळ्या सामग्रीचा सामना करताना वेगवेगळे सिग्नल पाठवले. प्रशिक्षणानंतर, माकडे एक विशिष्ट सामग्री योग्यरित्या निवडण्यात आणि अन्न बक्षीस प्राप्त करण्यास सक्षम होते. हे केवळ प्रोस्थेटिक्सला स्पर्शाची अनुभूती देण्याच्या शक्यतेचे प्राथमिक प्रात्यक्षिकच नाही, तर हे देखील सूचित करते की माकडे कृत्रिम अवयवाच्या मेंदूने पाठवलेल्या स्पर्शिक सिग्नलला मेंदूने कृत्रिम अवयवांना पाठवलेल्या मोटर कंट्रोल सिग्नलसह एकत्रित करू शकतात. संवेदनांवर आधारित हात निवड नियंत्रित करण्यासाठी स्पर्शापासून संवेदनापर्यंत अभिप्रायाची श्रेणी.

प्रयोग चांगला असला तरी तो पूर्णपणे न्यूरोबायोलॉजिकल होता आणि त्यात प्रत्यक्ष कृत्रिम अंगाचा समावेश नव्हता. आणि ते करण्यासाठी, तुम्हाला न्यूरोबायोलॉजी आणि इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग एकत्र करावे लागेल. या वर्षाच्या जानेवारी आणि फेब्रुवारीमध्ये, स्वित्झर्लंड आणि युनायटेड स्टेट्समधील दोन विद्यापीठांनी प्रायोगिक रूग्णांना संवेदी प्रोस्थेटिक्स जोडण्यासाठी समान पद्धत वापरून स्वतंत्रपणे पेपर प्रकाशित केले.

फेब्रुवारीमध्ये, लॉसने, स्वित्झर्लंडमधील इकोले पॉलिटेक्निक आणि इतर संस्थांमधील शास्त्रज्ञांनी त्यांच्या संशोधनाची नोंद सायन्स ट्रान्सलेशनल मेडिसिनमध्ये प्रकाशित केलेल्या एका पेपरमध्ये केली. त्यांनी एक 36 वर्षांचा विषय दिला, डेनिस आबो एस? रेन्सेन, रोबोटिक हातात 20 सेन्सरी साइट्स आहेत ज्या वेगवेगळ्या संवेदना निर्माण करतात.

संपूर्ण प्रक्रिया गुंतागुंतीची आहे. प्रथम, रोमच्या गिमिली हॉस्पिटलमधील डॉक्टरांनी सोरेनसेनच्या दोन हातांच्या मज्जातंतूंमध्ये, मध्यवर्ती आणि अल्नर नर्व्हमध्ये इलेक्ट्रोड रोपण केले. अल्नर मज्जातंतू करंगळी नियंत्रित करते, तर मध्यवर्ती मज्जातंतू तर्जनी आणि अंगठा नियंत्रित करते. इलेक्ट्रोड्स इम्प्लांट केल्यानंतर, डॉक्टरांनी कृत्रिमरित्या सोरेनसेनच्या मध्यक आणि अल्नार नसा उत्तेजित केले, त्याला असे काहीतरी दिले जे त्याला बर्याच काळापासून जाणवले नाही: त्याला त्याचा हरवलेला हात हलताना जाणवला. याचा अर्थ सोरेनसेनच्या मज्जासंस्थेत काहीही चूक नाही.

त्यानंतर लॉसने येथील इकोल पॉलिटेक्निकमधील शास्त्रज्ञांनी रोबोटिक हाताशी सेन्सर जोडले जे दाबासारख्या परिस्थितीवर आधारित विद्युत सिग्नल पाठवू शकतात. शेवटी, संशोधकांनी रोबोटिक हाताला सोरेनसेनच्या कापलेल्या हाताशी जोडले. रोबोटिक हातातील सेन्सर मानवी हातातील संवेदी न्यूरॉन्सची जागा घेतात आणि नसांमध्ये घातलेले इलेक्ट्रोड हरवलेल्या हातातील विद्युत सिग्नल प्रसारित करू शकणार्‍या नसांची जागा घेतात.

उपकरणे सेट आणि डीबग केल्यानंतर, संशोधकांनी चाचण्यांची मालिका घेतली. इतर विचलित होऊ नये म्हणून, त्यांनी सोरेनसेनच्या डोळ्यांवर पट्टी बांधली, कान झाकले आणि त्याला फक्त रोबोटिक हाताने स्पर्श करू दिला. त्यांना असे आढळून आले की सोरेनसेन केवळ त्याने स्पर्श केलेल्या वस्तूंच्या कडकपणाचा आणि आकाराचा न्याय करू शकत नाही, तर लाकडी वस्तू आणि कापड यांसारख्या विविध सामग्रीमधील फरक देखील ओळखू शकतो. इतकेच काय, मॅनिपुलेटर आणि सोरेनसेनचा मेंदू चांगला समन्वयित आणि प्रतिसाद देणारा आहे. त्यामुळे जेव्हा तो एखादी वस्तू उचलतो आणि ती स्थिर ठेवतो तेव्हा तो त्वरीत त्याची ताकद समायोजित करू शकतो. "हे मला आश्चर्यचकित केले कारण अचानक मला असे काहीतरी जाणवू शकले जे मी गेल्या नऊ वर्षांपासून अनुभवले नव्हते," सोरेनसेन यांनी लॉसने येथील इकोले पॉलिटेक्निकने प्रदान केलेल्या व्हिडिओमध्ये म्हटले आहे. "जेव्हा मी माझा हात हलवला, तेव्हा मी काय करत आहे हे पाहण्याऐवजी मी काय करत आहे हे मला जाणवले."

असाच अभ्यास अमेरिकेतील केस वेस्टर्न रिझर्व्ह युनिव्हर्सिटीमध्ये करण्यात आला. त्यांचा विषय मॅडिसन, ओहायो येथील इगोर स्पेटिक, 48, होता. जेट इंजिनसाठी अॅल्युमिनियमचे भाग बनवताना त्याच्यावर हातोडा पडल्याने त्याचा उजवा हात गमवावा लागला.

केस वेस्टर्न रिझर्व्ह युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी वापरलेले तंत्र साधारणपणे लॉसने येथील ECOLE पॉलिटेक्निकमध्ये वापरलेल्या तंत्रासारखेच आहे, त्यात एक महत्त्वाचा फरक आहे. लॉसने येथील इकोले पॉलिटेक्निक येथे वापरण्यात आलेल्या इलेक्ट्रोड्सने सोरेनसेनच्या हातातील न्यूरॉन्स अक्षतामध्ये छेदले; केस वेस्टर्न रिझर्व्ह युनिव्हर्सिटीमधील इलेक्ट्रोड्स न्यूरॉनमध्ये प्रवेश करत नाहीत, परंतु त्याऐवजी त्याच्या पृष्ठभागाला वेढतात. पूर्वीचे अधिक अचूक सिग्नल तयार करू शकतात, ज्यामुळे रुग्णांना अधिक जटिल आणि सूक्ष्म भावना येतात.

परंतु असे केल्याने इलेक्ट्रोड आणि न्यूरॉन्स या दोन्हींसाठी संभाव्य धोके आहेत. काही शास्त्रज्ञ काळजी करतात की आक्रमक इलेक्ट्रोड्समुळे न्यूरॉन्सवर तीव्र दुष्परिणाम होऊ शकतात आणि इलेक्ट्रोड्स कमी टिकाऊ असतील. तथापि, दोन्ही संस्थांमधील संशोधकांना विश्वास आहे की ते त्यांच्या दृष्टिकोनातील कमकुवतपणा दूर करू शकतात. स्पायर्डिक सॅंडपेपर, कापसाचे गोळे आणि केसांपासून वेगळे होण्याची अगदी अचूक भावना देखील निर्माण करते. तथापि, लॉसने येथील इकोले पॉलिटेक्निक येथील संशोधकांनी सांगितले की, त्यांना त्यांच्या आक्रमक इलेक्ट्रोडच्या टिकाऊपणा आणि स्थिरतेबद्दल विश्वास आहे, जे उंदरांमध्ये नऊ ते 12 महिने टिकते.

तरीही, हे संशोधन बाजारात आणणे खूप लवकर आहे. टिकाऊपणा आणि सुरक्षितता व्यतिरिक्त, संवेदी प्रोस्थेटिक्सची सोय अद्याप पुरेशी नाही. प्रोस्थेटिक्स बसवले जात असताना सोरेनसन आणि स्पेकडिक प्रयोगशाळेत राहिले. अनेक वायर्स आणि गॅझेट्स असलेले त्यांचे हात विज्ञानकथेतील बायोनिक अंगांसारखे दिसत नाहीत. सिल्व्हेस्ट्रो मिसेरा, लॉसने येथील इकोले पॉलिटेक्निकचे प्राध्यापक, ज्यांनी या अभ्यासावर काम केले होते, म्हणाले की, पहिल्या संवेदी प्रोस्थेटिक्स, जे सामान्य लोकांसारखे दिसतात, प्रयोगशाळेतून बाहेर पडण्यास कित्येक वर्षे लागतील.

"ते काय करत आहेत हे पाहण्यासाठी मी उत्सुक आहे. मला आशा आहे की ते इतरांना मदत करेल. मला माहित आहे की विज्ञान खूप वेळ घेते. जर मी आता ते वापरू शकत नाही, परंतु पुढची व्यक्ती करू शकते, तर ते खूप छान आहे."

news

पोस्ट वेळ: ऑगस्ट-14-2021