شرایط و آسیب‌های مختلفی وجود دارد که منجر به فلجی یا از دست دادن حرکت می‌شود. برخی از آنها مانند سکته مغزی، مغز را تحت تأثیر قرار می‌دهد. برخی دیگر، مانند آسیب‌های نخاعی، بر اتصالات میان مغز و ماهیچه‌ها تأثیر می‌گذارد. درک سنتی این بوده است که آسیب‌های نخاعی ارتباط را قطع می‌کند و سیگنال‌ها هرگز به ماهیچه‌ها نمی‌رسند. درواقع افراد مبتلا به تتراپلژی قادر به تولید سیگنال‌های میوالکتریک قابل تشخیص نیستند. اما نتایج پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد پس از آسیب نخاعی ماهیچه‌های فرد هنوز به مغز متصل هستند، اگرچه این اتصالات ضعیف هستند. با مجله فناوریهای توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.
کنترل اسکلت‌های بیرونی و دستگاه‌های رباتیک
برای افراد مبتلا به تتراپلژی، وضعیتی که در آن هر چهار اندام توانایی حرکتی خود را از دست داده‌اند، به دست آوردن استقلال یک اولویت است. اگرچه هیچ درمانی برای فلج ناشی از اختلالات عصبی وجود ندارد، بازوهای رباتیک و اسکلت‌های بیرونی می‌توانند کمک کننده باشند. با این حال، کنترل این دستگاه‌های رباتیک یک مشکل پیچیده است.
پژوهشگران کنترل صدا (که در تلاش است دستورات شفاهی را به یک فضای سه بعدی ترجمه کند)، رابط‌های مغز و رایانه (که نیاز به جراحی پیچیده دارند) و جوی استیک‌ها (که بیشتر به معنای موقعیت‌یابی برای هر بخش دست هستند) را آزمایش کرده‌اند.
Doug Weber، پروفسور دپارتمان مهندسی مکانیک و مؤسسه علوم اعصاب در دانشگاه کارنگی‌ملون، با یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران همکاری کرد تا امکان استفاده از سیگنال‌های میوالکتریک، پالس‌های الکتریکی مرتبط با انقباض عضلانی، را برای پیش‌بینی حرکات دست افراد مبتلا به تتراپلژی بررسی کنند.
یافته‌های این گروه در مجله Neurophysiology منتشر شد.
وبر گفت: «بسیاری از کارهایی که ما در آزمایشگاه انجام می‌دهیم برای کمک به افراد در بازیابی عملکردهای حرکتی است که برای انجام فعالیت‌های روزانه مهم هستند. ما در تقاطع مهندسی و علوم اعصاب کار می‌کنیم و در تلاشیم دستگاه‌هایی ایجاد کنیم که با بخش‌های فعال بدن ارتباط برقرار می‌کنند و مناطقی از سیستم عصبی که در اثر آسیب یا بیماری آسیب دیده‌اند را دور می‌زنند».
تشخیص سیگنال‌های میوالکتریک
شرایط و آسیب‌های مختلفی وجود دارد که منجر به فلجی یا از دست دادن حرکت می‌شود. برخی از آنها مانند سکته مغزی، مغز را تحت تأثیر قرار می‌دهد. برخی دیگر، مانند آسیب‌های نخاعی، بر اتصالات بین مغز و ماهیچه‌ها تأثیر می‌گذارد. درک سنتی این بوده است که آسیب‌های نخاعی ارتباط را قطع می‌کند و سیگنال‌ها هرگز به ماهیچه‌ها نمی‌رسند. این ایده به این صورت است که افراد مبتلا به تتراپلژی قادر به تولید سیگنال‌های میوالکتریک قابل تشخیص نیستند.
Weber گفت: «ما تصمیم گرفتیم این تصور را به چالش بکشیم که عضلات فلج شده توسط آسیب نخاعی قادر به بیان فعالیت میوالکتریک نیستند. ما از یک آستین حاوی ۱۵۰ حسگر استفاده کردیم که کل ساعد را پوشانده بود و به دنبال ثبت سیگنال‌های میوالکتریک در ماهیچه‌های ضعیف و از کارافتاده بودیم».
این روش روی یک مرد ۳۲ ساله آزمایش شد که ۱۴ سال پیش از مطالعه دچار آسیب نخاعی شده بود. او حرکات محدودی در مچ دست دارد اما انگشتانش نمی توانند حرکت کنند. در طول آزمایش، به شرکت‌کننده دستور داده شد که مجموعه‌ای از حرکات دست را تقلید کند، مانند اشاره با انگشت اشاره.
Jordyn Ting، کاندیدای د کترای مهندسی زیستی در دانشگاه پیتسبرگ و نویسنده اصلی مقاله گفت: «ما می‌دانستیم که از شرکت‌کننده می‌خواهیم تا یک کار غیرممکن را انجام دهد. درنهایت از اینکه متوجه شدیم هر تلاش (شکست) برای حرکت، انفجارهای کوچک اما قابل‌توجهی در فعالیت عضلانی ایجاد می‌کند، به طرز خوشایندی شگفت‌زده شدیم».
این بدان معنی است که ماهیچه‌های شرکت کننده هنوز به مغز متصل بودند، اگرچه این اتصالات ضعیف هستند. قدرت و محل سیگنال‌های میوالکتریک به هر بیمار و آسیب منحصر به فرد او بستگی دارد؛ هیچ یک دقیقاً یکسان نیستند. به طور مشابه، سیگنال‌ها می‌توانند با سیگنال‌های یک فرد سالم متفاوت باشد.
گام‌های آینده
با وجود چالش‌های مرتبط با تفسیر سیگنال‌ها، حضور آنها نشان می‌دهد که می‌توان از آنها برای کنترل دستگاه‌های رباتیک برای کمک به حرکت استفاده کرد. در مرحله بعد، پژوهشگران از واقعیت مجازی استفاده خواهند کرد تا به بیماران نشان دهند که برخلاف عدم حرکت، ماهیچه‌های آنها با مغز در ارتباط هستند.
Weber گفت: «ما معتقدیم این بازخورد ممکن است به آنها کمک کند تا قوی‌تر شوند، درست مانند زمانی که ما هر مهارت دیگری را تمرین می‌کنیم. ما می‌دانیم که نمی‌توانیم فلجی را درمان کنیم، اما اگر بتوانیم کسی را قادر به بیان مقاصد خود از طریق این حسگرهای پوشیدنی کنیم، آن‌گاه به او قدرت داده‌ایم تا دستگاه‌های کمکی را به روشی بسیار طبیعی و تنها با استفاده از عضلاتش کنترل کند.»
>> بیماران تتراپلژی به کمک رابط مغز و رایانه توانستند یک تبلت را کنترل کنند
>> بازیابی عملکرد دست و آرنج در افراد مبتلا به تتراپلژی
منبع: medicalxpress.com
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است»
