कृत्रिम अंग में कंपन प्रतिक्रिया: बायोनिक अंगों के नियंत्रण में सुधार करने का एक नया तरीका

उनके पूरे इतिहास में प्रोस्टेसिस तेजी से जटिल हो गया है: बायोनिक हथियार विभिन्न लोभी प्रदर्शन करते हैं, घुटने स्वतंत्र रूप से झुकते हैं और प्रयास के साथ असहनीय हो जाते हैं, जिससे सीढ़ियों पर चलना आसान हो जाता है। लेकिन अब तक, सबसे महत्वपूर्ण समस्याओं में से एक प्रतिक्रिया की कमी बनी हुई है। एम्प्यूटेस को मुख्य रूप से दृष्टि पर ध्यान केंद्रित करना है, इसलिए अंधेरे में एक कृत्रिम अंग का उपयोग करना या बैकपैक में वस्तुओं की खोज करना सबसे प्रभावी व्यायाम नहीं है।

क्लीवलैंड क्लिनिक के वैज्ञानिकों की एक टीम ने कृत्रिम अंग की मांसपेशियों में कंपन के आधार पर, कृत्रिम अंग से प्रतिक्रिया प्राप्त करने का एक नया तरीका प्रस्तुत किया । कुछ मिनटों के भीतर, शोधकर्ताओं ने दावा किया, तीनों विवादास्पद लोगों ने हाथ के कृत्रिम अंग का अधिक कुशलता से उपयोग करना शुरू कर दिया।



पॉल डी। मरास्को के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक न्यूरो-मशीन इंटरफ़ेस विकसित किया है जो कृत्रिम अंगों के नियंत्रण में सुधार के लिए मांसपेशियों में कंपन पहुंचाता है। प्रणाली कीनेस्टेसिया का अनुकरण करती है - शरीर की स्थिति और अंगों की गति, प्रयास, शक्ति और गुरुत्वाकर्षण की भावना। वैज्ञानिक इस दृष्टिकोण को प्रोस्थेसिस का उपयोग करने और रोगियों के जीवन में सुधार करने की दक्षता बढ़ाने के लिए सबसे प्रभावी रणनीति मानते हैं।

औसत स्वस्थ व्यक्ति विभिन्न आंदोलनों को करने में सक्षम है, अंधेरे में या आंखों को बंद करने के साथ अपने कार्यों को नियंत्रित करने के लिए। हमारी मांसपेशियों, स्नायुबंधन, जोड़ों में प्रोपराइसेप्टर्स के लिए धन्यवाद, हम जानते हैं कि हमारा हाथ या पैर एक विशेष क्षण में कहां है, वे अंत बिंदु पर आंदोलन की भविष्यवाणी करने और इसे प्राप्त करने के लिए किसी भी पैरामीटर को बदलने में सक्षम हैं - उदाहरण के लिए, ताकत बढ़ाएं। कृत्रिम अंग के मामले में, एक व्यक्ति केवल दृष्टि पर ध्यान केंद्रित करता है, जो डिवाइस की प्रभावशीलता को कम करता है।

“प्रतिक्रिया की कमी के कारण, अंधेरे में वस्तुओं को संचालित करना असंभव है। मुझे इसे लेने के लिए एक आइटम देखने की आवश्यकता है। जब वह दिखाई नहीं देता है, तो यह समझना असंभव है कि वह कहां है। सिद्धांत रूप में, आप वजन महसूस कर सकते हैं। इसलिए, प्रतिक्रिया के क्षेत्र में कृत्रिम चमड़े और अन्य विकास के लिए आशा है, ”गीकटाइम्स के साथ एक साक्षात्कार में बायोनिक प्रोस्थेसिस बीबोनिक और मायोफेसिल के मालिक कोन्स्टेंटिन डेब्लिकोव ने कहा ।

पॉल मैरास्को द्वारा किए गए अध्ययन में आक्रामक कृत्रिम अंग का उपयोग करके विवादास्पद हथियारों के साथ लोगों द्वारा भाग लिया गया था - सीधे अंग की नसों से जुड़े डिवाइस आपको मस्तिष्क से संकेतों का उपयोग करके उन्हें सहज रूप से नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं। प्रयोग के दौरान, वैज्ञानिकों ने स्टंप पर कंपन उपकरण स्थापित किए: कंपन ने किनेस्थेसिया का भ्रम पैदा किया। डिवाइस ने न केवल "महसूस" करने की अनुमति दी कि पकड़ कैसे संकुचित या विस्तारित है, बल्कि लगातार इसे देखने के बिना कृत्रिम रूप से कृत्रिम अंग को नियंत्रित करने में मदद की। जब इस प्रक्रिया में दृष्टि जोड़ी गई तो दक्षता बढ़ी।

टीम के नेता, पॉल मारास्को के अनुसार, वैज्ञानिक 1970 के दशक से किनेस्थेसिया का भ्रम पैदा करने के लिए मांसपेशियों के कंपन की क्षमता के बारे में जानते हैं। लेकिन उनकी टीम इस बात से अचंभित है कि यह तकनीक मरीजों को कितना प्रभावित करती है।

नीचे एक वीडियो है जो कृत्रिम अंग के साथ बातचीत करने और कंपन का उपयोग करके प्रतिक्रिया प्राप्त करने की प्रक्रिया दिखा रहा है।



अंग के नियंत्रण में सुधार के अलावा, प्रतिक्रिया एक और महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है: यह विदेशीता की भावना को खत्म करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। 2017 में किए गए एक अन्य अध्ययन के लेखक, जैकब जॉर्ज कहते हैं, "एक अंग खोने के बाद, आप न केवल शारीरिक रूप से खुद का एक हिस्सा खो देते हैं, आप आध्यात्मिक घटक का एक हिस्सा भी खो देते हैं।" तब विचार-नियंत्रित कृत्रिम अंग ने 100 यथार्थवादी स्पर्श संवेदनाओं को बहाल करने में मदद की।

कृत्रिम अंग में स्थापित सेंसर दो प्रत्यारोपित उपकरणों के माध्यम से मस्तिष्क को सूचना भेजते हैं। मस्तिष्क उन्हें दबाव, कंपन और आंदोलन की भावनाओं में बदल देता है। यह आपको मस्तिष्क को धोखा देने और यह सोचने की अनुमति देता है कि अंग वास्तव में इस शरीर से संबंधित है।

नीचे दिए गए फोटो में - प्रयोग में भाग लेने वालों में से एक ने अपनी पत्नी का हाथ पकड़कर एक प्रयोगात्मक बायोनिक कृत्रिम अंग का उपयोग किया।



वैज्ञानिक कार्य मार्च 2018 में साइंस ट्रांसप्लांटेशनल मेडिसिन पत्रिका में प्रकाशित हुआ था। DOI: 10.1126 / scitranslmed.aao6990