عندما يفقد الشخص أحد أطرافه ، فإن حلمه الأهم هو أن يشعر بذراعه أو ساقه مرة أخرى. وليس فقط للشعور ، ولكن لأداء الأطراف كافة الحركات المتاحة قبل الإصابة أو المرض: خذ كوبًا ، وحذاء برباط ، وامش مع دعم على كلا الساقين. يسمح لك الطرف الاصطناعي الإلكتروني ، أو الجهاز المعقد الذي يلتقط النبضات العصبية ، باستعادة الفرص الضائعة.
كيف ظهرت الأطراف الصناعية الذكية؟
النموذج الأولي للأطراف الاصطناعية "الحية" ابتكره كتاب الخيال العلمي ووصفه. في أعمالهم ، تم استبدال الذراعين والساقين والعينين والقلوب المفقودة في المعارك بمساعدين ميكانيكيين يعملون بشكل أفضل من الأعضاء الحية. وأشهر مثال على ذلك هو كاميرون ترميناتور ، الذي أخذ مظهر الشخص فقط.
قلة من الناس يعرفون أن النموذج الأولي للأطراف الاصطناعية الحديثة يعود إلى القرن التاسع عشر ، عندما تم إدخال كرة معدنية في ساق خشبية لجعل الجزء السفلي متحركًا. ولكن في القرن العشرين ، تم استبدال هذه الأجهزة البدائية بأطراف اصطناعية آلية تم إنشاؤها عند تقاطع العديد من العلوم: الطب والهندسة والإلكترونيات والإلكترونيات.
علماء من دول مختلفة يشككون في الأسبقية في هذا الأمر ، لكن الحقائق هي الأولىتم تقديم طرف اصطناعي وظيفي للذراع في معرض لتقويم العظام في مدينة لايبزيغ الألمانية في عام 2010. في السنوات التي مرت منذ هذا الحدث ، تم تطوير عدد كبير من الأيدي الاصطناعية والذراعين والقدمين والساقين وحتى أقدام الكلاب في العالم.
ما هي الأجهزة الإلكترونية؟
هذا علم كامل يدرس الحياة البرية وإمكانية تحويل مبادئ عمل الكائنات الحية إلى نظائرها الصناعية. يستخلص المهندسون الأفكار من الطبيعة ويجسدونها في أجهزتهم وهياكلهم. وبهذا المعنى ، فإن الأطراف الاصطناعية الإلكترونية هي مجرد قطرة في محيط. لذا ، فإن مثبتات الفيلكرو المعروفة للجميع تقوم بنسخ الطريقة التي تتحرك بها بذور الأرقطيون. يتم استعارة المصاصون من العلق. عند تصميم الغواصات ، اتخذوا دودة الأرض كنموذج - كل "مقصوراتها" مستقلة. إن المخرم المعدني شديد الصلابة لبرجي أوستانكينو وإيفل هو نسخة مكبرة مضاعفة من عظم أنبوبي بشري. نسج المعدن الذي يعجب الجميع هو نسخة من بنية أنسجة العظام ، يجمع بين القوة والمرونة.
حتى المباني الشاهقة التي تعيش فيها هذه العائلات المختلفة في نفس الوقت يتم شطبها من قرص العسل. فكرة حياة أناس مختلفين في "خلايا" تحت سقف واحد مع اتصالات مشتركة تنسخ طريقة حياة مستعمرة النحل.
توجد تجسيدات الكترونية في العديد من الأشياء من حولنا: إطارات السيارات والطائرات وكاميرات المراقبة والقوارب والمفاصل الأكثر شيوعًا.
كيف يعمل البدلة الإلكترونية البسيطة؟
بعد الإصابة أو المرض ، يتم بتر أحد الأطراف. يتكون الجذع المتبقي من العديدالأنسجة: الجلد والعضلات والعظام والأوعية الدموية والأعصاب. أثناء العملية ، يقوم الجراح بإحضار العصب الحركي المتبقي إلى العضلة الكبيرة المتبقية. بعد التئام الجرح الجراحي ، يمكن للعصب أن يرسل إشارة حركية. يتم استقبال هذه الإشارة بواسطة جهاز استشعار مُركب على الطرف الاصطناعي. يشارك برنامج كمبيوتر معقد في عملية إدراك النبضات العصبية.
لذلك ، يمكن للطرف الاصطناعي الآلي أن يؤدي فقط تلك الإجراءات الموصوفة في هذا البرنامج: خذ ملعقة أو شوكة أو كرة ، واضغط على مفتاح ، وما شابه. بالمقارنة مع عدم وجود طرف ، فإن إمكانية حتى عدد محدود من الحركة هي تحسن كبير. ومع ذلك ، حتى أفضل الأطراف الاصطناعية وأكثرها تقدمًا لا يمكنها حتى الآن أداء كل تلك الحركات الصغيرة والدقيقة التي يستطيع أحد الأطراف الحية القيام بها.
كيف ينتقل الدافع العصبي من المخ إلى الطرف الاصطناعي؟
لفهم كيفية عمل الأطراف الاصطناعية ، عليك أن تتذكر فسيولوجيا الإنسان العادية.
الحركات التي نقوم بها بشكل متكرر أثناء النهار تسمى تلقائية. النهوض والذهاب إلى المرحاض والغسيل وتنظيف الأسنان وارتداء الملابس - كل هذا لا يسبب أي أفكار فينا. يفعل الجسد كل ما يحتاجه كما لو كان من تلقاء نفسه. لكن في الحقيقة ، بداية أي حركة هي فكرة. هذا هو ، في البداية نعتقد: نحن بحاجة إلى تنظيف أسناننا ، وإعداد القهوة ، وارتداء الملابس. يرسل المخ إشارات إلى العضلات التي تشارك في هذه الحركة. يمكن للعضلة أن تنقبض أو تسترخي فقط بإشارة من الدماغ. لكن العملية تتم بسرعة وسلاسة بحيث لا يتوفر لدينا الوقت لإدراك ما يحدث. فيفي حالة الطرف الاصطناعي ، يكون كل شيء أكثر تعقيدًا: في البداية ، تتم قراءة إشارة الحركة بواسطة قطب كهربائي يقع بجوار العصب الذي يتم توصيله إلى العضلة ، ثم يتم إرساله إلى المعالج داخل الطرف الاصطناعي. هذه العملية أيضًا سريعة جدًا ، لكن سرعة أداء الإجراءات لا تزال أدنى من الطرف الحي.
"أجزاء" بشرية اصطناعية
منذ طرح أول بدلة إلكترونية ، قطع العلم شوطًا طويلاً. إذا كانت الطرز الأولى ضخمة الحجم وتتطلب مفاتيح تبديل ويمكن أن تؤدي فقط أبسط الحركات ، فبالكاد يمكن تسمية النماذج الحديثة بالأطراف الاصطناعية. هذه قطع هندسية أنيقة تبدو وكأنها خرجت من شاشة فيلم مستقبلية.
الطرف الاصطناعي مشابه تمامًا لليد الصحية ، يمكنه الكتابة أو حمل أدوات المائدة أو عجلة قيادة السيارة أو بيضة دجاج. لإتقان الحركات ، يتم استخدام أنسجة الشخص نفسه في بعض الأحيان من أجزاء أخرى من الجسم - من الساقين ، على سبيل المثال.
أفكار من المستقبل
المهندسين والعلماء لا يمكن إيقافهم في أوهامهم. لذلك ، تمكن العلماء حتى من "تجاوز" شبكية العين التالفة ، وبث صورة البيئة مباشرة إلى العصب البصري. يمكن للشخص المصاب بالعمى مع الحفاظ على العصب البصري الاعتماد على رؤية الوجوه المألوفة مرة أخرى أو شروق الشمس الجميل.
هناك بالفعل أجهزة تعمل على تحسين وظائف المخ. على سبيل المثال ، يمكن علاج شلل الرعاش أو مرض باركنسون بزرع قطب كهربائي.
للأشخاص الذين أصبحوا غير قادرين على الحركة بسببيتم زرع أقطاب كهربائية للشلل في الدماغ مباشرة حتى يتمكنوا من التحكم في الذراعين والساقين الاصطناعية. بالنسبة لشخص يعتمد كليًا على الآخرين ، فإن إمكانية الخدمة الذاتية هي متعة لا توصف.
موضوع الرقائق المزروعة تحت الجلد والتي يمكن أن تحل محل المفاتيح والبطاقة المصرفية وبطاقة الهوية في نفس الوقت قيد المناقشة.
ماذا لدينا؟
أشهر شركة تنتج الأطراف الاصطناعية في روسيا هي مركز الأطراف الاصطناعية وإعادة التأهيل في موسكو. هنا ، يتم تجميع الأطراف الاصطناعية من وحدات ، وتستخدم منتجات من ألمانيا وآيسلندا وروسيا.
الطرف الاصطناعي لكل شخص له خصائص فردية. وهذا هو مستوى البتر ، والوزن ، والطول ، والوظيفة ، وخصائص المشية والحركات الصغيرة ، والعمر. يتم استخدام العديد من وحدات التعلم الذاتي. لا يتكيف الشخص مع الطرف الاصطناعي فحسب ، بل يتكيف أيضًا مع الطرف الاصطناعي. تتذكر وحدة التعلم الذاتي ، المزودة بذكاء اصطناعي مدمج ، ملامح المشية ومسار الحركة. لا تقوم الوحدة "بتعلم" عرض الخطوة والحمل على الطرف فحسب ، بل تتذكر أيضًا عدد الدرجات وارتفاعها والحفر والحفر في الطريق. الوحدات تكرر أفعال الدماغ عند تحضير خطوة أو حركة أخرى.
ما هي تكلفة البدلة "الحية"؟
لا تزال تكلفة الأطراف الصناعية الإلكترونية مرتفعة ويمكن أن تصل إلى ملايين الروبلات في الحالات المعقدة. ومع ذلك ، فإن العودة إلى الحياة الكاملة يصعب تقييمها من الناحية المادية. في الواقع ، يعتبر تركيب الأطراف الصناعية الإلكترونية هو الطريقة الوحيدة لعودة الشخص المعاق إلى طبيعتهالحياة: بناء الخطط وتنفيذها ، ودعم الأسرة ، وتحقيق المرتفعات المهنية
أهم شيء هو العودة إلى مجتمع الأشخاص الأصحاء المعتمدين على أنفسهم. يستمر الأشخاص ذوو الأطراف الاصطناعية "الحية" في عيش حياة طبيعية والرقص وحتى الحصول على جوائز رياضية. أي أن الطرف الاصطناعي يصبح جزءًا كبيرًا من الشخص بحيث يصعب تمييز أفعال العضلات الحية عن نظيراتها الإلكترونية.
الأطراف الصناعية: مراحل التطور
مقارنة باليد الاصطناعية الإلكترونية التقليدية - إنجاز حقيقي. في الآونة الأخيرة ، يمكن للشخص الذي فقد يده الاعتماد على احتمالين فقط: تم تشكيل رفرف جلدي بين عظم الزند ونصف القطر حتى يتمكن الشخص من انتزاع أشياء كبيرة ، أو ربط خطاف بالجذع. كلاهما كان غير مريح وغير جمالي. اليوم ، حتى تشكيل الجذع لطرف اصطناعي مستقبلي يبدأ في غرفة العمليات. منذ الأيام الأولى من فترة ما بعد الجراحة ، يعمل فني الأطراف الاصطناعية مع الضحية ، مما يساعد في اختيار أفضل مجموعة من الأجزاء. يتم تشكيل الجذع وتدريبه ، ويتم تكييف أجزاء الطرف الاصطناعي المستقبلي إلى أقصى حد مع الاحتمالات المتبقية. تتلامس صفعة السيليكون الرقيقة المزودة برقائق مدمجة مع الجلد. لا توجد سحجات من الأطراف الاصطناعية الحديثة. تم تطوير البرنامج الخاص بكل منتج على حدة ، اعتمادًا على ما يفعله الشخص. المهمة هي استعادة الوظيفة قدر الإمكان.
مساعدة المعوقين
الشخص الذي فقد أحد أطرافه يجب أن يخضع لفحص طبي واجتماعي دون أن يفشل. بالتزامن مع إنشاء المجموعةالإعاقة ، يتم تطوير برنامج إعادة التأهيل الاجتماعي للجميع. يشمل إعادة التأهيل ، أولاً وقبل كل شيء ، استخدام الوسائل التقنية التي تساهم في عودة الشخص إلى العمل. يتم تضمين جميع الأطراف الاصطناعية الإلكترونية في القائمة الإلزامية لهذه الوسائل التقنية. لدى الشخص خيار: في إطار برنامج إعادة التأهيل ، الحصول على منتج نهائي أو شرائه بمفرده مع استلام تعويض نقدي لاحقًا. يتم احتساب مبلغ التعويض بناءً على متوسط تكلفة المنتجات الاصطناعية المماثلة.
ما الذي يعمل عليه المطورون؟
الأيدي الاصطناعية الإلكترونية الحديثة تؤدي بشكل مثالي حركات خفية ، لكن الشخص لا يستوعب منها الأحاسيس التي اعتاد عليها. لذلك ، يمكن للجهاز التعويضي أن يداعب شعر الشخص ، لكن لا يمكنك الشعور بدفء فروة الرأس ونعومة الشعر. يعمل العلماء الآن على إزالة هذا النقص. لقد تعلم المتخصصون بالفعل كيفية لصق العظام بالتيتانيوم ، وربط مستشعرات الحركات والمشاعر مباشرة بالعصب الحي. وهكذا ، تحل اليد الإلكترونية محل اليد الحية تمامًا ، ويتلقى الشخص أحاسيس لمسية حُرم منها لسنوات عديدة. الربط المباشر للأعصاب والعضلات بجهاز تقني يزيد بشكل كبير من سرعة الحركة مما يجعله أقرب إلى الطبيعي.
ما الأجزاء التي تتكون منها الساق الإلكترونية؟
تشتمل الأطراف الاصطناعية الحديثة للساق على العديد من العناصر الإلزامية ، مثل:
- سوار سيليكون مع مستشعرات مدمجة ؛
- دعم - قضيب من التيتانيوم ، على شكلالطبل ؛
- وحدة مفصلية بمحركات صغيرة ومعالج ؛
- وحدة ذكاء اصطناعي تعالج كل الإشارات الواردة
أحدث موديلات الأطراف الاصطناعية من الشركات الألمانية الرائدة لها طلاء خاص مشابه جدًا للجلد. للجلد الصناعي غرض مزدوج: فهو يحمي تفاصيل الطرف الاصطناعي من الرطوبة ويؤدي وظيفة تجميلية. يمكنك ترك طرفك الاصطناعي المغلف ، والاستحمام به ، والسير عبر البرك.
القليل من الخيال
اليوم ، يعيش العديد من الأشخاص معنا على نفس الكوكب ، ولديهم 2 وحتى 3 أطراف صناعية إلكترونية في نفس الوقت. اخترع الجلد الصناعي الذي يغير الصلابة. تم اختراع الهياكل الخارجية لمساعدة المصابين بالشلل على المشي. منتجات مطورة تتحكم فيها قوة الفكر. التجارب جارية لتنمية الأعصاب في القنوات الدقيقة. من الناحية النظرية ، اليوم الذي يمكن أن ينمو فيه العصب بالطول المطلوب ليس بعيدًا. يحاول العلماء طمس الخط الفاصل بين الحياة البرية والجهاز التقني. عدد الحركات التي تؤديها الأطراف الاصطناعية الإلكترونية في ازدياد مستمر ، وكذلك تعقيدها.
كل هذا يعطي أمل كبير في أن يصبح الإنسان أقوى من المرض.
أصبحت الأطراف الصناعية إجراءً روتينيًا يعيد الشخص إلى طبيعته. ربما سيأتي اليوم الذي يمكن فيه استبدال أي جزء من جسم الإنسان بآخر اصطناعي. على الأقل أريد حقًا أن أصدق ذلك.
