کاشت ایمپلنت مغزی زیر پوست بدون احتیاج به جراحی مغز
به گزارش مطب نما، استارت آپ فانتوم نورو(Phantom Neuro) درحال ساخت ایمپلنتی است که به جای مغز، زیر پوست قرار می گیرد و به افراد قطع عضو امکان کنترل دقیق تر پروتزهای الکترونیکی را می دهد.
به گزارش مطب نما به نقل از ایسنا، الکس اسمیت ۱۱ ساله بود که در سال ۲۰۰۳ دست راست خویش را از دست داد. یک سال بعد، او یک بازوی میوالکتریک دریافت کرد که نوعی پروتز است که توسط سیگنال های الکتریکی در عضلات باقی مانده اندام او کار می کرد. اما اسمیت به سختی از آن استفاده می کرد چونکه «بسیار بسیار کُند» بود و دامنه حرکات محدودی داشت. او می توانست دست را باز و بسته کند، اما کار دیگری انجام نمی داد. وی در طول سال ها بازوهای رباتیک دیگری را امتحان کرد، اما آنها مشکلات مشابهی داشتند.
او می گوید: آنها فوق العاده کاربردی نیستند. تاخیر زیادی بین اجرای یک عملکرد و سپس انجام عملی پروتز وجود دارد. در زندگی روزمره ام، کشف راه های دیگر برای انجام کارها سبب افزایش سرعتم شد.
به نقل از وایرد، به تازگی، او درحال آزمایش یک سیستم جدید توسط استارت آپ فانتوم نورو مستقر در آستین است که این پتانسیل را دارد که کنترل واقعی تری بر اندام های مصنوعی عرضه نماید. این شرکت درحال ساخت یک ایمپلنت ماهیچه ای نازک و منعطف است تا به افراد قطع عضو کمک نماید فقط با فکر کردن در مورد حرکاتی که می خواهند انجام دهند، دامنه حرکتی گسترده تر و طبیعی تری را تجربه کنند.
کانر گلس(Connor Glass)، مدیرعامل و یکی از بنیان گذاران فانتوم نورو می گوید: مردم زیادی از اندام های رباتیک استفاده نمی کنند، و این تا حد زیادی به علت وحشتناک بودن سیستم کنترل آن است.
۱۰ شرکت کننده در مطالعه ای که توسط فانتوم انجام شد، از یک نسخه پوشیدنی از سنسورهای این شرکت برای کنترل یک بازوی رباتیک موجود در بازار استفاده کردند و به میانگین دقت ۹۳.۸ درصدی در ۱۱ حرکت دست و مچ دست پیدا کردند. اسمیت یکی از شرکت کنندگان بود. موفقیت این مطالعه راه را برای آزمایش سنسورهای قابل کاشت فانتوم در آینده هموار می کند.
پروتزهای میوالکتریک فعلی، مانند آن چه اسمیت امتحان کرده است، تکانه های الکتریکی را از الکترودهای سطحی که بر روی بخش قطع شده قرار می گیرند، می خوانند. بیشتر پروتزهای رباتیک دارای دو الکترود یا کانال ضبط هستند. وقتی فردی دست خویش را خم می کند، عضلات بازوی او منقبض می شوند. این انقباضات عضلانی هنوز در افراد قطع عضو هنگام خم شدن رخ می دهد. الکترودها سیگنال های الکتریکی را از این انقباضات دریافت می کنند، آنها را تفسیر و حرکات را در پروتز آغاز می کنند. اما الکترودهای سطحی همیشه سیگنال های پایدار را دریافت نمی کنند، چونکه می توانند بلغزند و حرکت کنند، که دقت آنها را در یک محیط واقعی می کاهد.
دستگاههای موجود هم دارای طیف محدودی از قرارگیری ها هستند و برای کنترل آنها، پوشندگان پروتز باید حرکاتی را انجام دهند که معمولاً با نحوه قرارگیری که می خواهند ارتباطی ندارد. برای نمونه، امکان دارد مجبور شوند مچ دست خویش را بسمت پایین خم کنند تا یک حرکت نیشگون گرفتن را انجام دهند. پروتز فعلی الکس توانایی انجام حدود ۲۰ حرکت را دارد، اما او فقط می تواند چهار مورد از آنها را در یک زمان روی دستگاه برنامه ریزی کند. او باید بین آن عملکردهای مختلف دست به شکل متوالی تغییر حالت دهد که به معنای حرکت از حالت A به حالت B و غیره است. به بیانی دیگر، او نمی تواند از حالت A به حالت D بپرد.
فانتوم می خواهد مستقیما با ماهیچه ها ارتباط برقرار کند تا کنترل طبیعی بیشتری را به کاربران بدهد، اما این شرکت مجبور شد یک نسخه پوشیدنی از سنسور عضلانی خویش را پیش از کاشت دستگاه در داوطلبان آزمایش کند. در حالیکه نسخه پوشیدنی عملکرد خوبی داشت، گلس می گوید جهت استفاده روزمره ایده آل نیست. مانند پروتزهای موجود، می تواند بلغزد و حرکت نماید که بر دقت آن تاثیر می گذارد. به همین دلیل، ابزارهای پوشیدنی باید اغلب کالیبره شوند. او می گوید که ایمپلنت قابل اعتمادتر خواهد بود و امکان دارد بتواند به دقت بالاتری برسد چونکه احتیاجی به خواندن سیگنال های الکتریکی از راه پوست ندارد. گلس تصور می کند که نسخه قابل کاشت از راه یک برش کوچک زیر پوست قرار می گیرد.
او توضیح می دهد: ما فعالیت الکتریکی را مستقیما از سطح عضله دریافت می نماییم. قصد حرکت از مغز منشا می گیرد، که تکانه های الکتریکی را از راه اعصاب محیطی می فرستد تا به ماهیچه ها بگوید منقبض شوند. در افراد قطع عضو، آن مسیرهای عصبی هنوز دست نخورده باقی مانده اند.
اسمیت و سایر شرکت کنندگان در مطالعه یک جلسه آموزشی یک ساعته برای آشنایی با این فناوری داشتند و در روز دوم برای انجام آزمایش حضور پیدا کردند.
بعد از ۱۰ دقیقه فرایند کالیبراسیون در روز آزمایش، به شرکت کنندگان دستور داده شد که ۱۱ حرکت همچون دست باز، مشت بستن، نیشگون گرفتن، شست بالا، اشاره، چرخاندن مچ به داخل و چرخاندن مچ به بیرون انجام دهند. هر بار چندین بار حرکات را انجام می دادند و همزمان نرم افزار فانتوم تبدیل سیگنال های عضلانی آنها را به آن حرکات واقعی یاد می گرفت و رمزگشایی می کرد. برای اسمیت، پروتز حرکاتی را انجام می داد که او به آسانی فقط به انجام دادن آنها فکر کرده بود. او می گوید: این جالب ترین تجربه بود.
شرکت کنندگان از دو سنسور نازک استفاده کردند که هر کدام دارای ۱۶ الکترود بود. دقت رمزگشایی حرکات از ۸۴.۸ درصد تا ۹۸.۴ درصد در شرکت کنندگان متغیر بود و تاخیر آن که مدت زمانی است که از تشخیص سیگنال تا اجرای حرکت طول می کشد، کمتر از ۲۰۰ میلی ثانیه ارزیابی شد. تاخیر طبیعی اندام های انسان، حدودا ۱۰۰ میلی ثانیه است.
بعضی از شرکت ها درحال ساخت ایمپلنت های مغزی هستند که به افراد فلج اجازه می دهد تا اندام های مصنوعی را با افکار خود کنترل کنند. این سیستم ها که بعنوان رابط های مغز و کامپیوتر شناخته می شوند، سیگنال ها را در مغز می خوانند و رمزگشایی می کنند تا به پروتز اجازه دهند حرکت مورد نظر را انجام دهد. استارت آپ ایلان ماسک، به نام نورالینک ماه گذشته اعلام نمود که درحال راه اندازی یک مطالعه برای آزمایش این که آیا ایمپلنت مغزی آن می تواند به شرکت کنندگان اجازه دهد تا مستقیما یک بازوی رباتیک را کنترل کنند یا خیر، است.
جفری لینگ(Geoffrey Ling)، مشاور فنی فانتوم و مدیر موسس دفتر فناوری های بیولوژیکی در آژانس پروژه های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی ایالات متحده، می گوید که ایمپلنت های مغزی خطرات بیشتری را به همراه دارند و باید بسیار طولانی مدت باشند تا بیماران مجبور به انجام چندین جراحی مغز نباشند. اعصاب محیطی رویکرد بسیار جذابی هستند، چونکه کمتر تهاجمی هستند. فانتوم اعتقاد دارد که ایمپلنت آن می تواند در خلال یک عمل سرپایی بدون احتیاج به جراح متخصص وارد بدن شود.
فانتوم می خواهد در سال ۲۰۲۵ یک کارآزمایی بالینی را برای نسخه کاشته شده خود، که شامل افراد قطع عضو اندام فوقانی می شود، آغاز کند. اسمیت امیدوار است در این مطالعه مشارکت داشته باشد. اگر فناوری فانتوم وارد بازار شود، او می تواند ببیند که به افراد قطع عضوی مانند او کمک می شود تا بتوانند کارهای روزمره را راحتتر انجام دهند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب