Quan una persona perd un membre, el seu somni més important és tornar a sentir-li el braç o la cama. I no només per sentir, sinó per realitzar amb l'extremitat tots els moviments disponibles abans d'una lesió o mal altia: agafar una copa, cordons les sabates, caminar amb suport a les dues cames. Una pròtesi biònica, o un dispositiu complex que capta els impulsos nerviosos, us permet recuperar les oportunitats perdudes.
Com van sorgir les pròtesis intel·ligents?
El prototip de pròtesis "en directe" va ser inventat i descrit per escriptors de ciència ficció. Va ser en les seves obres on els braços, cames, ulls i cors perduts en les batalles van ser substituïts per ajudants mecànics que funcionen millor que els òrgans vius. L'exemple més famós és Terminator de Cameron, que només tenia l'aparença d'una persona.
Poca gent sap que el prototip de pròtesis modernes es remunta al segle XIX, quan es va introduir una bola metàl·lica en una cama de fusta per fer-ne la part inferior mòbil. Però al segle XX, aquests dispositius primitius van ser substituïts per una pròtesi biònica creada a la intersecció de diverses ciències: medicina, enginyeria, biònica i electrònica.
Científics de diferents països disputen la primacia en aquesta qüestió, però els fets són que el primerL'any 2010 es va presentar una pròtesi de braç biònic funcional en una exposició d'ortopèdia a la ciutat alemanya de Leipzig. En els anys que han passat des d'aquest esdeveniment, s'han desenvolupat al món un gran nombre de pròtesis de mans, braços, peus, cames i fins i tot potes de gos.
Què és la biònica?
Aquesta és tota una ciència que estudia la vida salvatge i la possibilitat de transferir els principis del treball dels éssers vius a anàlegs industrials. Els enginyers escullen idees de la natura i les encarnen als seus dispositius i estructures. En aquest sentit, les pròtesis biòniques són només una gota a l'oceà. Per tant, els fixadors de velcro coneguts per tothom només copien la manera com es mouen les llavors de bardana. Les ventoses es prenen en préstec a les sangoneres. En dissenyar submarins, van prendre com a model un cuc de terra: tots els seus "compartiments" són autònoms. El calat metàl·lic increïblement resistent de les torres Ostankino i Eiffel és una còpia molt ampliada d'un os tubular humà. El teixit de metall que tant admira tothom és una còpia de l'estructura del teixit ossi, que combina força i flexibilitat.
Fins i tot un edifici de gran alçada en què viuen famílies tan diferents al mateix temps s'elimina d'un bresca. La idea de la vida de diferents persones en "cel·les" sota un mateix sostre amb comunicacions comunes copia la forma de vida d'una colònia d'abelles.
Les encarnacions biòniques es troben en molts objectes que ens envolten: pneumàtics de cotxes, avions, càmeres de vigilància, vaixells i les articulacions més habituals.
Com funciona una pròtesi biònica simple?
Després d'una lesió o durant una mal altia, s'amputa un membre. La soca restant consta de moltsteixits: pell, músculs, ossos, vasos sanguinis i nervis. Durant l'operació, el cirurgià porta el nervi motor restant al múscul gran restant. Després de la cicatrització de la ferida quirúrgica, el nervi pot transmetre un senyal motor. Aquest senyal és rebut per un sensor muntat a la pròtesi. Un complex programa informàtic participa en el procés de percebre un impuls nerviós.
Per tant, la pròtesi biònica només pot realitzar aquelles accions que es prescriuen en aquest programa: agafar una cullera, una forquilla o una bola, prémer una tecla, i similars. En comparació amb l'absència d'una extremitat, la possibilitat de fins i tot un nombre limitat de moviments és una gran millora. Tanmateix, fins i tot les millors i més avançades pròtesis biòniques encara no poden realitzar tots aquells moviments petits i precisos que un membre viu és capaç.
Com viatja un impuls nerviós des del cervell fins a la pròtesi?
Per entendre com funcionen les pròtesis biòniques, cal recordar la fisiologia humana normal.
Els moviments que fem repetidament durant el dia s'anomenen automàtics. Aixecar-se, anar al lavabo, rentar-se, rentar-se les dents, vestir-se, tot això no ens provoca cap pensament. El cos fa tot el que necessita com si sol. Però de fet, l'inici de qualsevol moviment és un pensament. És a dir, al principi pensem: ens hem de rentar les dents, fer cafè, vestir-nos. El cervell envia senyals als músculs que participen en aquest moviment. Un múscul es pot contraure o relaxar només amb un senyal del cervell. Però el procés es fa tan ràpid i sense problemes que no tenim temps per adonar-nos del que està passant. ATEn el cas d'una pròtesi, tot és més complicat: al principi, el senyal de moviment és llegit per un elèctrode situat al costat del nervi portat al múscul, i després enviat al processador dins de la pròtesi. Aquest procés també és força ràpid, però la velocitat de realització d'accions encara és inferior a la d'un membre viu.
"parts" humanes artificials
Des que es va introduir la primera pròtesi biònica, la ciència ha recorregut un llarg camí. Si els primers models eren voluminosos, requerien interruptors i només podien realitzar els moviments més senzills, els models moderns difícilment es poden anomenar pròtesis. Aquestes són peces d'enginyeria elegants que semblen sortir d'una pantalla de cinema futurista.
La pròtesi és absolutament semblant a una mà sana, pot escriure, subjectar coberts, el volant d'un cotxe o un ou de gallina. Per a la perfecció dels moviments, de vegades s'utilitzen teixits propis d' altres parts del cos, de les cames, per exemple.
Idees del futur
Els enginyers i els científics són imparables en les seves fantasies. Així, els científics fins i tot van poder "obviar" la retina danyada de l'ull, transmetent la imatge de l'entorn directament al nervi òptic. Una persona cega a causa d'una lesió, amb la preservació del nervi òptic, pot comptar amb tornar a veure cares conegudes o una bonica sortida del sol.
Ja hi ha dispositius que milloren la funció cerebral. Per exemple, la paràlisi del tremolor o la mal altia de Parkinson es poden tractar amb un elèctrode implantat.
A les persones que s'han quedat immòbils a causa deimplantar elèctrodes de paràlisi directament al cervell perquè puguin controlar braços i cames artificials. Per a una persona que depèn completament dels altres, la possibilitat d'autoservei és una alegria indescriptible.
S'està discutint el tema dels xips implantats sota la pell que poden substituir les claus, una targeta bancària i una targeta d'identitat al mateix temps.
Què tenim?
L'empresa més famosa que produeix pròtesis biòniques a Rússia és el Centre de Pròtesi i Rehabilitació de Moscou. Aquí, les pròtesis es munten a partir de mòduls, s'utilitzen productes d'Alemanya, Islàndia i Rússia.
La pròtesi de cada persona té característiques individuals. Aquest és el nivell d'amputació, i pes, i alçada i ocupació, característiques de la marxa i petits moviments, edat. S'utilitzen molts mòduls d'autoaprenentatge. No només una persona s'adapta a una pròtesi, sinó també una pròtesi a una persona. El mòdul d'autoaprenentatge, equipat amb intel·ligència artificial incorporada, recorda les característiques de la marxa i la ruta del moviment. El mòdul "aprèn" no només l'amplada del pas i la càrrega de l'extremitat, sinó que també recorda el nombre i l'alçada de graons, sots i fosses en el camí. Els mòduls reprodueixen les accions del cervell preparant un pas o un altre moviment.
Quant costa una pròtesi "viva"?
El cost de les pròtesis biòniques encara és elevat i pot arribar a milions de rubles en casos complexos. Tanmateix, el retorn a una vida plena és difícil d'avaluar en termes materials. De fet, la instal·lació de pròtesis biòniques és l'única manera perquè una persona amb discapacitat torni a la normalitatvida: crear i implementar plans, donar suport a una família, assolir altures professionals.
El més important és tornar a la comunitat de persones sanes i autosuficients. Les persones amb pròtesis "en directe" segueixen fent una vida normal, ballant i fins i tot reben premis esportius. És a dir, la pròtesi esdevé tan part de la persona que és difícil distingir les accions dels músculs vius dels seus homòlegs biònics.
Pròtesis: etapes de desenvolupament
En comparació amb la mà protèsica biònica convencional: un autèntic avenç. Més recentment, una persona que perdia una mà només podia comptar amb dues possibilitats: es va formar una solapa de pell entre el cúbit i el radi perquè una persona pogués agafar objectes grans, o s'enganxava un ganxo a la soca. Tots dos estaven incòmodes i poc estètics. Avui dia, fins i tot la formació d'una soca per a una futura pròtesi comença al quiròfan. Des dels primers dies del postoperatori, un protèsista treballa amb la víctima, ajudant a triar la millor combinació de peces. El monyó es forma i s'entrena, i les parts de la futura pròtesi s'adapten al màxim a les possibilitats restants. Un delicat puny de silicona amb xips incrustats entra en contacte amb la pell. No hi ha abrasions de les pròtesis modernes. El programa de cada producte es desenvolupa individualment, en funció del que faci la persona. La tasca és restaurar la funció tant com sigui possible.
Ajudar als discapacitats
Una persona que ha perdut un membre s'ha de sotmetre sense f alta a un reconeixement mèdic i social. Simultàniament a la constitució del grupdiscapacitat, s'està desenvolupant un programa de rehabilitació social per a tothom. La rehabilitació implica l'ús, en primer lloc, de mitjans tècnics que contribueixen a la tornada de la persona al treball. Totes les pròtesis biòniques d'extremitats estan incloses a la llista obligatòria d'aquests mitjans tècnics. Una persona té una opció: en el marc del programa de rehabilitació, rebre un producte acabat o comprar-lo pel seu compte amb la posterior recepció d'una compensació monetària. L'import de la compensació es calcula en funció del cost mitjà de productes protèsics similars.
En què estan treballant els desenvolupadors?
Les mans protètiques biòniques modernes realitzen perfectament moviments subtils, però una persona no n'obté les sensacions a les quals està acostumat. Per tant, una pròtesi pot acariciar el cabell d'una persona, però no es pot sentir la calidesa del cuir cabellut i la suavitat del cabell. Els científics estan treballant ara per eliminar aquesta mancança. Els especialistes ja han après a empalmar ossos amb titani i connectar sensors de moviments i sentiments directament a un nervi viu. Així, una mà biònica substitueix completament una de viva, i una persona rep sensacions tàctils, de les quals ha estat privat durant molts anys. La connexió directa de nervis i músculs amb un dispositiu tècnic augmenta molt la velocitat de moviment, apropant-la al natural.
De quines parts consta una cama biònica?
La pròtesi de cama biònica moderna inclou diversos elements obligatoris, com ara:
- manguet de silicona amb sensors integrats;
- suport: una vareta de titani, amb formabaqueta;
- mòdul articulat amb micromotors i processador;
- unitat d'intel·ligència artificial que processa tots els senyals entrants.
Els últims models de pròtesis de les principals empreses alemanyes tenen un recobriment especial molt semblant a la pell. La pell sintètica té una doble finalitat: protegeix els detalls de la pròtesi de la humitat i realitza una funció estètica. Pots deixar la teva pròtesi recoberta posada, dutxar-te amb ella i caminar pels bassals.
Una mica de fantasia
Avui, diverses persones viuen al mateix planeta amb nos altres, portant 2 i fins i tot 3 pròtesis biòniques al mateix temps. Cuir sintètica inventada que canvia la rigidesa. S'han inventat exoesquelets per ajudar a caminar les persones paralitzades. Productes desenvolupats controlats pel poder del pensament. S'estan fent experiments per fer créixer els nervis en microcanals. Teòricament, el dia en què serà possible fer créixer un nervi de la longitud requerida no està lluny. Els científics intenten desdibuixar la línia entre la vida salvatge i un dispositiu tècnic. El nombre de moviments que realitzen les pròtesis biòniques augmenta constantment, així com la seva complexitat.
Tot això dóna una gran esperança que una persona esdevingui més forta que la mal altia.
Les pròtesis de les extremitats s'estan convertint en un procediment rutinari que torna una persona a la normalitat. Potser arribarà el dia en què qualsevol part del cos humà es pugui substituir per una de artificial. Almenys realment m'ho vull creure.
