Нейропротезирование

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Нейропротезирование - дисциплина лежащая на стыке нейробиологии и биомедицинской инженерии и занимающаяся разработкой нейронных протезов.

Нейронные протезы являются устройствами, которые могут восстанавливают двигательные, сенсорные и когнитивные функции, которые могли быть утрачены в результате травмы или болезни. Примером таких устройств может служить кохлеарный имплантат. Это устройство восстанавливает функции, выполняемые барабанной перепонкой и стремечком, за счет имитации частотного анализа в ушной улитке. Микрофон, установленный снаружи, улавливает звуки и обрабатывает их; тогда обработанный сигнал передается на имплантированный блок, который через микроэлектродный массив стимулирует волокна слухового нерва в улитке. Посредством замены или усиления утраченных чувств, эти устройства намерены улучшить качество жизни для людей с ограниченными возможностями.

Эти имплантируемые устройства также часто используются в нейробиологии в экспериментах на животных как инструмент, помогающий при изучении мозга и его функционирования. При беспроводном мониторинге электрические сигналы мозга рассылаются посредством электродов, вживленных в мозг субъекта, при этом субъект может быть изучен без устройства, влияющего на результаты.

Точное зондирование и запись электрических сигналов в мозге поможет лучше понять связи между локальными скоплениями нейронов, отвечающие за определенные функции.

Нейронные имплантаты проектируются на столько маленькими, насколько это возможно, чтобы минимизировать инвазивность, особенно в районах, окружающих мозг, глаза или ушные улитки. Эти имплантаты обычно имеют беспроводную связь со своими протезами. Кроме того, питание легко получается через беспроводную передачу электричества через кожу. Ткань рядом с имплантатом очень чувствительна к увеличению температуры. Это означает, что потребляемая мощность должна быть минимальна, чтобы избежать повреждения ткани.[1]

Сейчас в нейропротезировании наиболее широко используется кохлеарный имплантат. По состоянию на декабрь 2010 года его получили около 219 тысяч человек во всем мире.[2]

История[править | править исходный текст]

Первый известный кохлеарный имплантат был создан в 1957 году. Другими важными вехами являются создание первого двигательного протеза для свисающей стопы при гемиплегии в 1961 году, создание первого слухового стволомозгова имплантата в 1977 году и периферического нейромоста, вживленного в спинной мозг взрослой крысе 1981 году.


Сенсорное протезирование[править | править исходный текст]

Зрительное протезирование[править | править исходный текст]

Слуховое протезирование[править | править исходный текст]

Протезирование для облегчения боли[править | править исходный текст]

Двигательное протезирование[править | править исходный текст]

Имплантаты, контролирующие мочеиспускание[править | править исходный текст]

Двигательные протезы для сознательного контроля движением[править | править исходный текст]

Сенсорно-двигательное протезирование[править | править исходный текст]

Когнитивные протезы[править | править исходный текст]

Электрохимические нейропротезы[править | править исходный текст]

Нейропротезы, использующие сочетание химической и электрической стимуляции и двигательной тренировки спинного мозга[3]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Daniel Garrison. Minimizing Thermal Effects of In Vivo Body Sensors. Проверено 5 мая 2010.
  2. NIH Publication No. 11-4798. Cochlear Implants. National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (1 марта 2011). — «as of December 2010, approximately 219,000 people worldwide have received implants. In the United States, roughly 42,600 adults and 28,400 children have received them.»  Архивировано из первоисточника 12 августа 2012.
  3. Мусиенко П. Шаг в обход. Электрохимические нейропротезы - против паралича. // Наука и жизнь, № 12, 2012.