실험적인 두뇌

Jul 04, 2023

논평 네이처(Nature)에 게재된 한 논문에서는 부분적으로 절단된 척수에서 하반신 마비 환자가 회복하는 데 뇌 이식과 컴퓨터 제어 보철물이 어떻게 도움이 되었는지 보여줍니다.

연구 프로젝트가 시작된 지 약 2년 후, 새로 발표된 연구에서는 스위스 제네바에 있는 EPFL(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)의 일부 실험 기술이 어떻게 환자의 뇌와 척추 하부를 전자적으로 다시 연결했는지 설명합니다. 코드를 사용하면 서고, 걷고, 심지어 계단을 오를 수도 있습니다. 하지만 재활에도 도움이 됩니다.

이 사례에 사용된 뇌-척추 인터페이스(BSI) 임플란트는 그가 새로운 신경 연결을 성장시키는 데 도움이 되는 것으로 보입니다. 여기까지 오기까지 1년 이상의 노력이 필요했고, 이제 그는 의수를 꺼도 짧은 거리를 걸을 수 있게 되었습니다. 그리고 이것은 그가 허리에 심각한 부상을 입은 지 10년이 넘은 일입니다.

보철이란 사람의 뇌(대뇌 피질)로부터 신호를 수신하여 그가 만들려고 하는 움직임을 파악한 다음 허리에 부착된 펄스 발생기를 통해 근육에 신호를 보내는 전자 배낭을 의미합니다. 움직임. 보철물은 손상된 척수 부위를 효과적으로 패치하여 다른 방법으로는 전달되지 않는 메시지를 전달하여 그가 다시 스스로 움직일 수 있도록 해줍니다.

보철물에는 뇌의 임플란트와 신호 발생기가 포함됩니다.

이미 사용 가능한 일부 기술을 사용하기는 하지만 기성 키트는 아닙니다. 용감무쌍한 환자인 네덜란드인 Gert-Jan Oskam은 자신의 두개골에 5센티미터 크기의 구멍 2개를 잘라내어 두 개의 영구 뇌 임플란트를 운동 피질의 쌍을 이룬 영역 위에 배치하기로 자원했습니다. 주의 깊은 측정과 연구에 따르면 이 부위는 그의 엉덩이와 다리 근육을 제어하는 ​​데 사용되는 부위였습니다.

임플란트는 WIMAGINE 장치로, 발명가는 이를 ElectroCorticoGrams라고 부릅니다. 이들은 뇌 주위의 보호막인 경막 위에 위치하므로 실제로 회백질과 직접 접촉하지 않습니다. 이는 장기간 이식에 안전해야 함을 의미합니다. 두개골 뼈만큼 두꺼운 티타늄 판에 장착되어 있기 때문에 더 좋습니다.

개요 ... Nature 연구에 자세히 설명된 BSI의 설계, 기술 및 이식. 신용: Lorach et al. 확대하려면 클릭하세요.

여기 Reg FOSS 책상에 있는 당신의 겸손한 독수리는 지난 달 자신의 뼈대(이 경우에는 오른쪽 팔뚝)에 30개가 넘는 새로운 비뇌 이식을 받은 행운의 수혜자였습니다. 대부분의 부러진 뼈를 위한 핀 및 플레이트와 마찬가지로 이 제품도 수술용 강철로 만들어집니다. 표면이 매우 매끄러운 소재입니다. 티타늄은 알루미늄과 마찬가지로 다공성 산화 금속 표면층을 갖고 있어 뼈가 그 안으로 자랄 수 있습니다. 수술용 강철 임플란트는 더 이상 필요하지 않으면 매우 간단하게 다시 제거할 수 있지만 티타늄 임플란트는 일반적으로 영구적으로 유지됩니다.

대뇌 피질의 신호를 두개골 밖으로 전송하기 위해 Oskam은 임플란트 위에 한 쌍의 송신기-수신기를 착용해야 합니다. 이 장치는 머리띠에 장착되어 있으며 머리 위에 얹는 헤드폰 한 쌍과 유사합니다.

각 쌍에는 2개의 안테나가 포함되어 있습니다. 하나는 고주파 신호를 통해 유도적으로 전극에 전력을 공급하고, 다른 하나는 UHF를 통해 전극으로부터 데이터를 수신합니다. 그들은 그의 운동 피질에서 신경 자극을 포착하여 케이블을 통해 그의 배낭에 있는 노트북으로 보냅니다. 노트북은 신호를 해석하고 그가 움직이려고 하는 신체 부위를 파악하고 엉덩이와 엉덩이를 명령하는 시뮬레이션된 신경 자극을 생성합니다. 다리 근육.

Activa RC 심뇌 자극 장치와 Oskam의 척추 내부 척수 옆에 위치한 지정 5-6-5 전극에서 파생된 또 다른 임플란트는 합성 신경 신호를 척수의 요추 부위로 전송합니다. 신경이 다리로 갈라집니다. 거기에서 인공 신경 신호는 척추 신경을 따라 이전에 마비되었던 근육으로 이동하여 그가 일어설 수 있게 하고, 앞으로 나아갈 수 있게 하며, 장애물을 제거하기 위해 필요에 따라 발목을 움직여 발을 올릴 수 있게 합니다. 많은 연습과 재활 끝에 그는 목발을 사용하여 평평한 지형을 걸을 수 있을 뿐만 아니라 계단이나 경사로를 오를 수도 있습니다.