एक कप चाय को चुनने के रूप में कुछ के लिए आपके शरीर से एक बहुत बड़ी कार्रवाई की आवश्यकता है आपकी बांह की मांसपेशियों को कप की ओर अपना हाथ ले जाने के लिए आग लगती है आपकी उंगली की मांसपेशियों को अपने हाथ खोलने के लिए आग लगा दीजिए और अपनी उंगलियों को संभाल के चारों ओर मोड़ो। आपके कंधे की मांसपेशियां अपने कंधे से बाहर निकलने से अपना हाथ रखती हैं और आपकी कोर की मांसपेशियां सुनिश्चित करती हैं कि आप कप के अतिरिक्त वजन की वजह से टिप नहीं करते हैं इन सभी मांसपेशियों को एक सटीक और समन्वित तरीके से आग लगानी पड़ती है, और फिर भी आपका एकमात्र सचेत प्रयास सोचा है: "मुझे पता है: चाय!"
यही कारण है कि लकवाग्रस्त अंग को फिर से स्थानांतरित करने में सक्षम होना बहुत मुश्किल है सबसे लकवाग्रस्त मांसपेशियां अब भी काम कर सकती हैं, लेकिन मस्तिष्क के साथ उनका संचार खो गया है, इसलिए वे आग के लिए निर्देश प्राप्त नहीं कर रहे हैं हम अभी तक रीढ़ की हड्डी को नुकसान नहीं पहुंचा सकते हैं, इसलिए एक समाधान इसे बायपास करने और कृत्रिम रूप से मांसपेशियों को निर्देश प्रदान करना है। और मस्तिष्क गतिविधि को पढ़ने और व्याख्या करने के लिए प्रौद्योगिकी के विकास के लिए धन्यवाद, ये निर्देश एक दिन मरीज के दिमाग से सीधे आ सकते हैं।
हम मांसल की मांसपेशियों के अंदर या उन नर्वसों के आस-पास रखे इलेक्ट्रोड के साथ उत्तेजित मांसपेशियों को आग से बना सकते हैं जो उन्हें आपूर्ति करती हैं, एक तकनीक के रूप में जाना जाता है कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना (FES)। लकवाग्रस्त लोगों की मदद करने के साथ-साथ, मूत्राशय की क्रिया को बहाल करने, प्रभावी खांसी पैदा करने और दर्द से राहत देने के लिए भी इसका उपयोग किया जाता है यह एक आकर्षक तकनीक है जो रीढ़ की हड्डी की चोट वाले लोगों के जीवन में बड़ा अंतर कर सकती है।
किमित में दिमित्रा ब्लाना और उनके सहयोगियों ने जटिल तकनीक के साथ इस तकनीक को कैसे मिलान किया है पर काम कर रहे हैं एक हाथ संचालित करने के लिए आवश्यक निर्देश। यदि आप चाय के उस कप को चुनना चाहते हैं, जो मांसपेशियों को आग लगने की ज़रूरत है, कब और कितने तक? फायरिंग निर्देश जटिल होते हैं, न केवल बड़ी संख्या में कोर, कंधे, बांह और उंगलियों की मांसपेशियों में शामिल होने के कारण। जैसा कि आप धीरे-धीरे अपनी चाय पीते हैं, उन निर्देशों में बदलाव होता है, क्योंकि कप का वजन बदलता है कुछ अलग करने के लिए, अपनी नाक खरोंच की तरह, निर्देश पूरी तरह से अलग हैं
लकड़ियों की मांसपेशियों पर काम करने वाले किसी को खोजने की आशा में विभिन्न फायरिंग पैटर्न की कोशिश करने के बजाय, आप उपयोग कर सकते हैं मस्कुलोस्केलेटल सिस्टम के कंप्यूटर मॉडल उन्हें गणना करने के लिए ये मॉडल गणितीय वर्णन करते हैं कि कैसे मांसपेशियों, हड्डियों और जोड़ों का कार्य और आंदोलन के दौरान बातचीत करते हैं सिमुलेशन में, आप मांसपेशियों को मजबूत या कमजोर बना सकते हैं, "विच्छेदित" या "बाहरी उत्तेजित" आप विभिन्न फायरिंग पैटर्न का परीक्षण जल्दी और सुरक्षित रूप से कर सकते हैं, और आप मॉडल को फिर से और फिर से अपने चाय कप उठा सकते हैं - कभी-कभी दूसरों की तुलना में अधिक सफलतापूर्वक।
मांसपेशियों को मॉडलिंग करना
तकनीक का परीक्षण करने के लिए, कील की टीम इस काम में काम कर रही है क्लीवलैंड एफईएस केंद्र अमेरिका में, जहां वे प्रत्यारोपण करते हैं 24 इलेक्ट्रोड तक अनुसंधान प्रतिभागियों की मांसपेशियों और नसों में इलेक्ट्रोड को जगह देने के लिए वे मॉडलिंग का उपयोग करते हैं क्योंकि वर्तमान एफईएस सिस्टम में इलेक्ट्रोड की तुलना में अधिक लंगड़ा की मांसपेशियां हैं।
यदि आप को चुनना है, तो क्या यह सबस्कुलपुलिस या सुपरपासिनैटस को प्रोत्साहित करना बेहतर है? यदि आप कक्षा तंत्रिका को प्रोत्साहित करते हैं, तो क्या आप टीआरएस नाबालिग को शाखा से पहले या बाद में इलेक्ट्रोड रखें? इन कठिन सवालों का जवाब देने के लिए, वे इलेक्ट्रोड के विभिन्न सेटों के साथ सिमुलेशन चलाते हैं और एक का चयन करें जो कंप्यूटर मॉडल को सबसे प्रभावी आंदोलन बनाने की अनुमति देता है।
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वर्तमान में, टीम कंधे पर काम कर रही है, जो मांसपेशियों के एक समूह द्वारा स्थिर है जिसे चक्रीय कफ कहा जाता है। यदि आपको हाथ के लिए फायरिंग निर्देश गलत हो, तो यह मक्खन चाकू के बजाय सूप के चम्मच तक पहुंच सकता है। यदि आप आकृतिगत कफ को निर्देशों को गलत मानते हैं, तो हाथ कंधे से बाहर निकल सकता है। यह कंप्यूटर मॉडल के लिए एक अच्छा नज़र नहीं है, लेकिन वे शिकायत नहीं करते हैं। अनुसंधान प्रतिभागियों को कम क्षमा करना होगा
सीखना कि लकवाग्रस्त मांसपेशियों को उपयोगी आंदोलनों का निर्माण करने के लिए कैसे सक्रिय करना है जैसे कि लोभी समस्या का आधा हिस्सा है हमें यह भी पता होना चाहिए कि मांसपेशियों को कब सक्रिय करना है, उदाहरण के लिए जब उपयोगकर्ता कोई ऑब्जेक्ट चुनना चाहता है एक संभावना मस्तिष्क से सीधे इस जानकारी को पढ़ने के लिए है हाल ही में, अमेरिका में शोधकर्ता एक लकवाग्रस्त व्यक्ति के मस्तिष्क में अलग-अलग कोशिकाओं को सुनने के लिए एक इम्प्लांट का इस्तेमाल किया। क्योंकि विभिन्न गतिविधियाँ मस्तिष्क गतिविधि के विभिन्न पैटर्न से जुड़ी होती हैं, प्रतिभागी छह पूर्व-क्रमबद्ध आंदोलनों में से एक का चयन करने में सक्षम था जो तब हाथ की मांसपेशियों की उत्तेजना से उत्पन्न होते थे।
मस्तिष्क पढ़ना
यह तंत्रिका प्रोस्टेटिक्स के क्षेत्र के लिए एक रोमांचक कदम था, लेकिन कई चुनौतियां रहती हैं आदर्श रूप से मस्तिष्क प्रत्यारोपण को कई दशकों तक रहने की ज़रूरत है - वर्तमान में यह कई सालों से भी एक ही संकेतों को रिकॉर्ड करना मुश्किल है, इसलिए इन प्रणालियों को नियमित रूप से पुन: पढ़ना आवश्यक है का उपयोग करते हुए नए इम्प्लांट डिजाइन or अलग मस्तिष्क संकेत दीर्घकालिक स्थिरता में सुधार हो सकता है
इसके अलावा, प्रत्यारोपण केवल लाखों कोशिकाओं के एक छोटे से हिस्से को सुनते हैं जो हमारे अंगों को नियंत्रित करते हैं, इसलिए जो पढ़ा जा सकता है वह सीमाएं सीमित हैं तथापि, रोबोटिक अंगों का मस्तिष्क नियंत्रण कई डिग्री स्वतंत्रता (आंदोलन, रोटेशन और लोभी) के साथ प्राप्त किया गया है और इस तकनीक की क्षमताओं को तेजी से आगे बढ़ रहा है।
अंत में, चिकनी, सहज आंदोलनों जो हम आमतौर पर दी जाती हैं, अमीर संवेदी प्रतिक्रिया से निर्देशित होती हैं जो हमें बताती हैं कि हमारे हाथ अंतरिक्ष में हैं और जब हमारी उंगलियों वस्तुओं को छू रही हैं हालांकि, चोट के बाद इन संकेतों को भी खो दिया जा सकता है शोधकर्ता काम कर रहे हैं मस्तिष्क प्रत्यारोपण पर जो एक दिन के साथ-साथ सनसनी को भी बहाल कर सकती है
कुछ वैज्ञानिक इस बात का अनुमान लगा रहे हैं कि मस्तिष्क की पढ़ने वाली तकनीक कंप्यूटर, मोबाइल फोन और यहां तक कि साथ ही कुशलतापूर्वक संवाद करने में सक्षम व्यक्तियों की मदद कर सकती है सीधे दूसरे दिमागों के लिए। हालांकि, यह विज्ञान कथा का क्षेत्र है, जबकि चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए मस्तिष्क नियंत्रण तेजी से नैदानिक वास्तविकता बन रहा है।
लेखक के बारे में
दिमित्रा ब्लाना, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग में अनुसंधान फेलो, किले विश्वविद्यालय
एंड्रयू जैक्सन, वेलकम ट्रस्ट वरिष्ठ रिसर्च फेलो, न्यूकैसल विश्वविद्यालय
यह आलेख मूलतः पर प्रकाशित हुआ था वार्तालाप। को पढ़िए मूल लेख.
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