Kitu rahisi kama kuchukua chai ya kikombe inahitaji kitendo kibaya kutoka kwa mwili wako. Misuli ya mkono wako moto ili kusogeza mkono wako kuelekea kwenye kikombe. Misuli yako ya kidole moto kufungua mkono wako kisha pindisha vidole vyako kuzunguka mpini. Misuli yako ya bega huzuia mkono wako usitoke nje ya bega lako na misuli yako ya msingi hakikisha haukunjuki kwa sababu ya uzito wa ziada wa kikombe. Misuli hii yote inapaswa moto kwa njia sahihi na iliyoratibiwa, na bado juhudi yako tu ya ufahamu ni wazo: "Najua: chai!"

Hii ndio sababu kuwezesha kiungo kilichopooza kusonga tena ni ngumu sana. Misuli mingi iliyopooza bado inaweza kufanya kazi, lakini mawasiliano yao na ubongo yamepotea, kwa hivyo hawapokei maagizo ya kupiga moto. Bado hatuwezi kurekebisha uharibifu wa uti wa mgongo kwa hivyo suluhisho moja ni kuipitia na kutoa maagizo kwa misuli kwa hila. Na kutokana na maendeleo ya teknolojia ya kusoma na kutafsiri shughuli za ubongo, maagizo haya siku moja yanaweza kutoka moja kwa moja kutoka kwa akili ya mgonjwa.

Tunaweza kufanya misuli iliyopooza iwe moto kwa kuzichochea na elektroni zilizowekwa ndani ya misuli au karibu na mishipa inayowasambaza, mbinu inayojulikana kama kusisimua kwa umeme (FES). Pamoja na kusaidia watu waliopooza kusonga, pia hutumiwa kurejesha utendaji wa kibofu cha mkojo, kutoa kikohozi kizuri na kutoa utulivu wa maumivu. Ni teknolojia ya kupendeza ambayo inaweza kuleta mabadiliko makubwa kwa maisha ya watu walio na jeraha la uti wa mgongo.

Dimitra Blana na wenzake huko Keele wanafanya kazi ya jinsi ya kulinganisha teknolojia hii na seti tata ya maagizo yanahitajika kutekeleza mkono. Ikiwa unataka kuchukua kikombe hicho cha chai, ni misuli ipi inahitaji moto, lini na kwa kiasi gani? Maagizo ya kurusha ni ngumu, na sio kwa sababu tu ya idadi kubwa ya misuli ya msingi, bega, mkono na kidole iliyohusika. Unapokunywa chai yako polepole, maagizo hayo hubadilika, kwa sababu uzito wa kikombe hubadilika. Ili kufanya kitu tofauti, kama kukuna pua yako, maagizo ni tofauti kabisa.

Badala ya kujaribu tu mifumo anuwai ya kurusha kwenye misuli iliyopooza kwa matumaini ya kupata inayofanya kazi, unaweza kutumia mifano ya kompyuta ya mfumo wa musculoskeletal kuzihesabu. Mifano hizi ni maelezo ya hesabu ya jinsi misuli, mifupa na viungo hufanya na kuingiliana wakati wa harakati. Katika uigaji, unaweza kufanya misuli kuwa na nguvu au dhaifu, "kupooza" au "kuchochea nje". Unaweza kujaribu mifumo tofauti ya kurusha haraka na salama, na unaweza kufanya mifano kuchukua vikombe vyao vya chai tena na tena - wakati mwingine kwa mafanikio zaidi kuliko wengine.

Kuunda misuli

Ili kujaribu teknolojia, timu ya Keele inafanya kazi na Kituo cha Cleveland FES huko Merika, ambapo hupandikiza hadi elektroni 24 ndani ya misuli na mishipa ya washiriki wa utafiti. Wanatumia modeli kuamua mahali pa kuweka elektroni kwa sababu kuna misuli zaidi iliyopooza kuliko elektroni katika mifumo ya sasa ya FES.

Ikiwa lazima uchague, ni bora kuchochea subscapularis au supraspinatus? Ikiwa unachochea ujasiri wa kwapa, unapaswa kuweka elektroni kabla au baada ya tawi kwa mtoto mdogo? Kujibu maswali haya magumu, huendesha masimulizi na seti tofauti za elektroni na uchague inayoruhusu mifano ya kompyuta kufanya harakati zinazofaa zaidi.

{youtube} 1GKfWow6aFA {youtube}

Hivi sasa, timu hiyo inafanya kazi begani, ambayo imetulia na kikundi cha misuli inayoitwa cuff ya rotator. Ukipata maagizo ya kurusha mkono vibaya, inaweza kufikia kijiko cha supu badala ya kisu cha siagi. Ikiwa unapata maagizo kwa mkufu wa rotator vibaya, mkono unaweza kutoka nje ya bega. Sio kuangalia mzuri kwa mifano ya kompyuta, lakini hawalalamiki. Washiriki wa utafiti hawatasamehe sana.

Kujua jinsi ya kuamsha misuli iliyopooza kutoa harakati muhimu kama kushika ni nusu tu ya shida. Tunahitaji pia kujua wakati wa kuamsha misuli, kwa mfano wakati mtumiaji anataka kuchukua kitu. Uwezekano mmoja ni kusoma habari hii moja kwa moja kutoka kwa ubongo. Hivi karibuni, watafiti nchini Merika alitumia upandikizaji kusikiliza seli za mtu binafsi kwenye ubongo wa mtu aliyepooza. Kwa sababu harakati tofauti zinahusishwa na mifumo tofauti ya shughuli za ubongo, mshiriki aliweza kuchagua moja ya harakati sita zilizopangwa hapo awali ambazo zilitengenezwa na kusisimua kwa misuli ya mikono.

Kusoma ubongo

Hii ilikuwa hatua ya kufurahisha mbele kwa uwanja wa bandia ya neva, lakini changamoto nyingi bado. Vyema vipandikizi vya ubongo vinahitaji kudumu kwa miongo mingi - kwa sasa ni ngumu kurekodi ishara sawa hata kwa wiki kadhaa kwa hivyo mifumo hii inahitaji kurudiwa mara kwa mara. Kutumia miundo mpya ya kuingiza or ishara tofauti za ubongo inaweza kuboresha utulivu wa muda mrefu.

Pia, vipandikizi husikiliza tu sehemu ndogo ya mamilioni ya seli zinazodhibiti viungo vyetu, kwa hivyo anuwai ya harakati ambazo zinaweza kusomwa ni mdogo. Walakini, udhibiti wa ubongo wa viungo vya roboti na uhuru wa digrii nyingi (harakati, mzunguko na kushika) imepatikana na uwezo wa teknolojia hii unaendelea haraka.

Mwishowe, harakati laini, zisizo na bidii ambazo kawaida tunachukulia kawaida zinaongozwa na maoni mazuri ya hisia ambayo inatuambia mahali mikono yetu iko angani na wakati vidole vyetu vinagusa vitu. Walakini, ishara hizi pia zinaweza kupotea baada ya kuumia hivyo watafiti wanafanya kazi kwenye vipandikizi vya ubongo ambavyo siku moja vinaweza kurudisha hisia na harakati.

Wanasayansi wengine wanadhani kwamba teknolojia ya kusoma ubongo inaweza kusaidia watu wenye uwezo wa kuwasiliana kwa ufanisi zaidi na kompyuta, simu za rununu na hata moja kwa moja kwa akili zingine. Walakini, hii inabaki kuwa eneo la hadithi za uwongo wakati udhibiti wa ubongo kwa matumizi ya matibabu unakuwa ukweli wa kliniki haraka.

kuhusu Waandishi

Dimitra Blana, Mfanyakazi wa Utafiti katika Uhandisi wa Biomedical, Chuo Kikuu cha Keele

Andrew Jackson, Mfanyikazi Mwandamizi wa Utafiti wa Wellcome Trust, Chuo Kikuu cha Newcastle

Makala hii ilichapishwa awali Mazungumzo. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon