🍶 💪🏾 🧕🏻 अंधे के लिए एक नया प्रत्यारोपण सीधे मस्तिष्क से जुड़ता है 🌌 👨‍👨‍👧‍👦 👊🏼

शोधकर्ताओं ने आंखों के उपयोग के बिना, मस्तिष्क में एक प्रत्यारोपण स्थापित करने में कामयाबी हासिल की, जो अल्पविकसित दृष्टि प्रदान करता है

बर्नार्डेटा गोमेज़ कहते हैं, "अल्ली," अपने मूल स्पेनिश में, बांह की लंबाई में स्थित कार्डबोर्ड की एक सफेद शीट के साथ चलने वाली मोटी काली रेखा की ओर इशारा करता है। "वहाँ"।

57 वर्षीय महिला के लिए बहुत प्रभावशाली उपलब्धि नहीं है - केवल गोमेज़ अंधा है। और उसने दस साल से ज्यादा नहीं देखा। जब वह 42 साल की थी, तो जहरीले ऑप्टिकल न्यूरोपैथी ने गोमेज़ की आंखों को मस्तिष्क से जोड़ने वाली नसों को नष्ट कर दिया, और वह पूरी तरह से खो गई। वह प्रकाश को पहचान भी नहीं सकती।

लेकिन 16 साल के अंधेरे के बाद, गोमेज़ को छह महीने की खिड़की प्रदान की गई, जिसके दौरान वह पीले-सफेद डॉट्स और आंकड़े द्वारा दर्शाए गए बहुत कम संकल्प में उसके चारों ओर दुनिया की झलक देख सकती थी। यह एक छोटे कैमरे के साथ संशोधित चश्मे के लिए संभव धन्यवाद किया गया था। डिवाइस एक कंप्यूटर से जुड़ा है जो वास्तविक समय में तस्वीर को संसाधित करता है और इसे विद्युत संकेतों में बदल देता है। छत से लटका एक केबल सिस्टम को गोमेज़ के सिर के पीछे निर्मित कनेक्टर से जोड़ता है, जो 100 संपर्कों के साथ प्रत्यारोपण से जुड़ा होता है, जिसे उसके मस्तिष्क के पीछे के दृश्य प्रांतस्था में रखा जाता है।

एक कैमरे के साथ चश्मे में बर्नार्डा गोमेज़। दुर्भाग्य से, उसके मस्तिष्क से प्रत्यारोपण पहले ही बाहर ले जाया गया है - जबकि यह एक अस्थायी उपकरण है डिवाइस

की मदद से, गोमेज़ ने छत के लैंप, कागज और लोगों पर मुद्रित सबसे सरल रूपों को प्रतिष्ठित किया। यहां तक कि उसने एक कंप्यूटर पर पीएसी-मैन की तरह एक सरल खेल खेला जिसे उसने सीधे अपने मस्तिष्क में पेश किया। प्रयोग के दौरान सप्ताह में चार दिन, गोमेज़ ने अपने देखे हुए पति को प्रयोगशाला में लाया, जहाँ वह सिस्टम से जुड़ी हुई थी।

2018 के अंत में दृष्टि गोमेज़ प्राप्त करने का पहला क्षण, विश्वविद्यालय के न्यूरोइंजीनियरिंग विभाग के निदेशक एडुआर्डो फर्नांडीज द्वारा किए गए दशकों के शोध की परिणति थी। स्पेन के एल्चे में मिगुएल हर्नांडेज़। उनका लक्ष्य दुनिया भर के 36 मिलियन नेत्रहीन लोगों के लिए दृष्टि बहाल करना है जो फिर से देखना चाहते हैं। फर्नांडीज का दृष्टिकोण विशेष रूप से दिलचस्प है क्योंकि वह आंख और ऑप्टिक नसों का उपयोग नहीं करता है।

पहले कृत्रिम आँख या रेटिना बनाकर दृष्टि को बहाल करने के प्रयासों में अनुसंधान किया गया था। दृष्टिकोण ने काम किया, लेकिन गोमेज़ की तरह अधिकांश अंधे में, तंत्रिका तंत्र जो मस्तिष्क के पीछे रेटिना को जोड़ता है, क्षतिग्रस्त है। एक कृत्रिम आंख उनके अंधेपन की समस्या को हल नहीं करेगी। इसलिए, 2015 में, यूरोप में, 2011 में दूसरा, और 2013 में यूएसए में, जिसे एक दुर्लभ बीमारी, रेटिनाइटिस पिगमेंटोसा के लिए कृत्रिम रेटिना बेचने की अनुमति मिली, रेटिना से सेरेब्रल कॉर्टेक्स में दो दशकों के काम को बंद कर दिया। सेकंड साइट का कहना है कि आर्गस II कृत्रिम रेटिना अब 350 से अधिक लोगों द्वारा उपयोग किया जाता है।

इरोचो के ताड़-डॉटेड शहर की मेरी अंतिम यात्रा के दौरान, फर्नांडीज ने मुझे बताया कि प्रत्यारोपण तकनीक में सफलता और मानव दृश्य प्रणाली की बेहतर समझ ने उन्हें सीधे मस्तिष्क के साथ काम करने के लिए आत्मविश्वास से स्विच करने की अनुमति दी। "तंत्रिका तंत्र में सूचना इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस में जानकारी से अलग नहीं है," वे कहते हैं।

मस्तिष्क को सीधे सिग्नल भेजकर दृष्टि बहाल करना एक महत्वाकांक्षी कार्य है। हालांकि, इसके बुनियादी सिद्धांतों का उपयोग दशकों से मनुष्यों में इलेक्ट्रॉनिक चिकित्सा प्रत्यारोपण में किया गया है। "आज," फर्नांडीज बताते हैं, "कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरण हैं जो मानव शरीर के साथ बातचीत करते हैं। उदाहरण के लिए, पेसमेकर। यदि हम इंद्रियों के बारे में बात करते हैं, तो हमारे पास कर्ण प्रत्यारोपण हैं । ”

एडुआर्डो फर्नांडीज

अंतिम उपकरण का उल्लेख गोमेज़ के लिए फर्नांडीज द्वारा बनाई गई कृत्रिम अंग का श्रवण संस्करण है: एक बाहरी माइक्रोफोन और एक प्रसंस्करण प्रणाली जो आंतरिक कान में स्थित इम्प्लांट को एक डिजिटल सिग्नल प्रसारित करती है। इम्प्लांट के इलेक्ट्रोड वर्तमान दालों को पास की नसों में भेजते हैं, जिसे मस्तिष्क ध्वनि के रूप में व्याख्या करता है। कर्नलियर इम्प्लांट, जिसे पहली बार 1961 में मरीज को पेश किया गया था, यह दुनिया भर के आधे मिलियन से अधिक लोगों को सामान्य रूप से हर रोज मोड में संचार करने की अनुमति देता है।

गोमेज़ नाम के एक गोमेज़ कहते हैं, "बर्ना हमारा पहला मरीज था, लेकिन पिछले कुछ वर्षों में हमने पाँच और नेत्रहीन लोगों को प्रत्यारोपित किया है।" "हमने जानवरों पर इसी तरह के प्रयोग किए, लेकिन एक बिल्ली या एक बंदर समझा नहीं सकता कि वे क्या देखते हैं।"

और बर्न सक्षम है।

इस प्रयोग में भाग लेने के लिए साहस की आवश्यकता थी। प्रत्यारोपण को स्थापित करने के लिए, शरीर पर एक सर्जिकल ऑपरेशन की आवश्यकता थी, जो आम तौर पर स्वस्थ होता है - और यह हमेशा एक जोखिम होता है। और फिर इसे छह महीने बाद निकालना आवश्यक था, क्योंकि कृत्रिम अंग लंबे समय तक पहनने के लिए अनुमोदित नहीं थे।

बरामदगी और फॉस्फेन

इससे पहले कि मैं गोमेज़ को देखता, मैं उसे सुनता। उसके पास एक महिला की आवाज़ है, जो उसकी वास्तविक उम्र से दस साल छोटी है। भाषण में शब्दों को तौला जाता है, आवाज नरम होती है, स्वर गर्म होते हैं, आत्मविश्वास और यहां तक कि।

प्रयोगशाला में उसे देखकर, मुझे लगता है कि गोमेज़ फर्श योजना से इतना परिचित हो गया है कि उसे शायद ही गलियारे और पड़ोसी कमरों में घूमने में मदद चाहिए। जब मैं उसे नमस्ते कहने के लिए आता हूं, तो उसका चेहरा पहली बार गलत दिशा में निर्देशित किया जाता है जब तक कि मैं उसे "हैलो" नहीं कहता। जब मैं उसे अभिवादन के लिए हाथ देता हूं, तो उसका पति अपना ब्रश मेरे पास भेजता है।

आज, गोमेज़ प्रत्यारोपण को हटाने के छह महीने बाद अपनी स्थिति का मूल्यांकन करने के लिए मस्तिष्क के एमआरआई में आया (अंत में, सब कुछ ठीक है)। वह एक संभावित दूसरे मरीज से भी मिलती है, जो वहां पहुंचा, जो मेरी यात्रा के दौरान भी मौजूद था। कुछ बिंदु पर, जब फर्नांडीज़ बताते हैं कि उपकरण खोपड़ी से कैसे जुड़ता है, गोमेज़ चर्चा को बाधित करता है, झुकता है और संभावित रोगी के हाथ को उसके बलात्कार के लिए दबाता है, जहां एक धातु कनेक्टर था। आज, व्यावहारिक रूप से कोई बंदरगाह सबूत नहीं है। उनके अनुसार, सर्जरी इतनी परेशानी से मुक्त थी कि अगले दिन वह प्रयोग को जोड़ने और शुरू करने के लिए प्रयोगशाला में पहुंची। तब से, उसे कोई समस्या या दर्द नहीं हुआ है।

गोमेज़ भाग्यशाली है। इसके सफल आरोपण के लिए किए गए प्रयोगों का लंबा इतिहास एक मिश्रित अतीत है। 1929 में, जर्मन न्यूरोलॉजिस्ट ओट्रीड फोर्स्टर ने पाया कि वह सर्जरी के दौरान मस्तिष्क के विज़ुअल कॉर्टेक्स में इलेक्ट्रोड चिपकाकर मरीज के दृष्टि क्षेत्र में दिखाई देने का एक सफेद बिंदु पैदा कर सकता है। उन्होंने इस घटना को फॉस्फीन कहा । NF उपन्यासों के वैज्ञानिकों और लेखकों ने तब से कैमरे और कंप्यूटर को मस्तिष्क से जोड़ने वाले कृत्रिम अंग की क्षमता की कल्पना की है। कुछ शोधकर्ताओं ने इस तरह की अल्पविकसित प्रणाली भी बनाई है।

2000 के दशक की शुरुआत में, जब एक विलक्षण बायोमेडिकल शोधकर्ता विलियम डोबेल ने एक प्रायोगिक रोगी के सिर में एक समान कृत्रिम अंग लगाया, तो यह परिकल्पना एक वास्तविकता बन गई ।

2002 में, लेखक स्टीफन कोटलर ने डरावने रूप में देखा, जब डोबेल ने अपना तनाव बढ़ाया और मरीज एक फिट में फर्श पर गिर गया। यह पता चला कि मस्तिष्क बहुत अधिक वर्तमान के साथ बहुत मजबूत उत्तेजना पसंद नहीं करता है। डोबेल के रोगियों को भी संक्रमण की समस्या थी। लेकिन एक ही समय में, डोबेल ने अपने भारी डिवाइस को लगभग हर रोज़ इस्तेमाल के लिए तैयार किया, विज्ञापन को एक वीडियो के साथ पूरक किया जिसमें एक अंधा आदमी धीरे-धीरे और अनिश्चित रूप से एक बंद पार्किंग में कार चलाता है। 2004 में डोबेल की मृत्यु के बाद, उनके प्रोस्थेसिस ने भी उनका साथ छोड़ दिया।

डोबल के विपरीत, जिसने अंधेपन का इलाज करने का दावा किया, फर्नांडीज लगातार कहता है कि "मैं आपको व्यर्थ में आशा नहीं देना चाहता" और "हम आशा करते हैं कि हमें एक ऐसी प्रणाली मिलेगी जो उपयोग के लिए उपयुक्त है, लेकिन अभी हम प्रारंभिक प्रयोगों का संचालन कर रहे हैं।"

लेकिन गोमेज़ वास्तव में देखने में सक्षम था।

कीलों का पलंग

यदि गोमेज़ की दृष्टि को वापस लाने का मूल विचार काफी सरल है - हम कैमरे को मस्तिष्क तक जाने वाले वीडियो केबल से जोड़ते हैं - तो इसका विवरण बिल्कुल भी सरल नहीं है। फर्नांडीज और टीम को पहले कैमरे को जोड़ने का काम करना था। मानव रेटिना क्या संकेत देता है? इस सवाल का जवाब देने की कोशिश करते हुए, फर्नांडीज उन लोगों से रेटिना लेता है जो हाल ही में मारे गए हैं, इसे इलेक्ट्रोड से जोड़ता है, इस पर चमकता है और वर्तमान को मापता है। उनकी प्रयोगशाला स्थानीय अस्पतालों के साथ मिलकर काम करती है, जहां से वे कभी-कभी रात में कॉल कर सकते हैं, एक अंग दाता की मौत की सूचना। मानव रेटिना को सात घंटे से अधिक समय तक जीवित रखा जा सकता है। उनकी टीम सरल दृश्य चित्रों के साथ रेटिना के विद्युत संकेतों से मेल खाने के लिए मशीन लर्निंग का भी उपयोग करती है, जो उन्हें सॉफ्टवेयर लिखने में मदद करती है जो स्वचालित रूप से इस प्रक्रिया को अनुकरण करती है।

अगला कदम इस संकेत को लेना है और इसे मस्तिष्क तक पहुंचाना है। गोमेज़ के लिए फर्नांडीज द्वारा बनाई गई कृत्रिम अंग में, केबल प्रसिद्ध योजना के एक प्रत्यारोपण से जुड़ा हुआ है , " यूटा सरणी ", जो लगभग एक एएए बैटरी के सकारात्मक छोर पर एक छोटे से स्थान का आकार है। इसमें से 100 तेज इलेक्ट्रोड बाहर एक मिलीमीटर ऊंचे हो जाते हैं - सब कुछ एक साथ नाखूनों के बिस्तर जैसा दिखता है। प्रत्येक इलेक्ट्रोड एक से चार तक कई न्यूरॉन्स को करंट बचाता है। प्रत्यारोपण स्थापित करते समय, इलेक्ट्रोड मस्तिष्क की सतह को छेदते हैं; जब हटाया जाता है, तो छिद्रों में रक्त की 100 छोटी बूंदें बनती हैं।

फर्नांडीज को एक समय में इलेक्ट्रोड को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता थी, धीरे-धीरे बढ़ रहे वोल्टेज के साथ उन्हें संकेत भेजते हुए, जब तक कि गोमेज़ ने कहा और जब उन्होंने फॉस्फीन देखा। पूरे सौ इलेक्ट्रोड के कैलिब्रेशन में एक महीने से अधिक समय लगा।

"हमारे दृष्टिकोण का लाभ यह है कि सरणी के इलेक्ट्रोड मस्तिष्क में प्रवेश करते हैं और न्यूरॉन्स के करीब हैं," फर्नांडीज कहते हैं। यह इम्प्लांट को डोबेल सिस्टम की तुलना में बहुत कम धाराओं का उपयोग करके दृष्टि प्रदान करने की अनुमति देता है, जो नाटकीय रूप से बरामदगी के जोखिम को कम करता है।

कृत्रिम अंग का बड़ा नुकसान - और मुख्य कारण है कि गोमेज़ को छह महीने से अधिक समय तक कृत्रिम अंग के साथ चलने की अनुमति नहीं दी गई थी - यह है कि कोई भी नहीं जानता कि प्रत्यारोपण से पहले कितनी देर तक इलेक्ट्रोड मौजूद रह सकते हैं या उपयोगकर्ता का मस्तिष्क नीचा दिखाना शुरू कर देता है। फर्नांडीज ने कहा, "शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली इलेक्ट्रोड को तोड़ना शुरू कर देती है और उन्हें निशान ऊतक से घेर देती है, जिससे सिग्नल कमजोर होता है।" मानव आंदोलनों के दौरान इलेक्ट्रोड झुकने की समस्या भी है। जानवरों पर प्रयोगों और गोमेज़ कृत्रिम अंग का उपयोग करने के शुरुआती परिणामों को देखते हुए, उन्हें संदेह है कि वर्तमान योजना विफल होने से पहले दो से तीन साल, संभवतः दस साल तक हो सकती है। फर्नांडीज को उम्मीद है कि छोटे संपादन इस अवधि को कई दशकों तक खींचने में मदद करेंगे - जो सर्जिकल हस्तक्षेप की आवश्यकता वाले चिकित्सा उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण है।

अंत में, एक कर्णावत प्रत्यारोपण की तरह कृत्रिम अंग को खोपड़ी के माध्यम से संकेत और ऊर्जा को वायरलेस रूप से प्रसारित करने की आवश्यकता होगी। लेकिन अब, प्रयोगों के लिए, कृत्रिम अंग केबल के माध्यम से जुड़ा हुआ है - यह अपने संचालन की एक निश्चित योजना पर रोक से पहले अद्यतन करने के उपकरण के लिए अधिक अवसर छोड़ता है।

गोमेज़ इम्प्लांट के लिए अधिकतम क्षमता 10x10 पिक्सेल के संकल्प के साथ, कोई व्यक्ति मूल रूपों जैसे अक्षरों, एक द्वार या फुटपाथ के बीच अंतर कर सकता है। चेहरे की आकृति और विशेष रूप से व्यक्ति के चेहरे के विवरण के साथ, यह अधिक से अधिक जटिल है। इसलिए, फर्नांडीज ने अपने सिस्टम को एक पैटर्न मान्यता कार्यक्रम के साथ पूरक किया जो एक व्यक्ति के व्यक्तित्व को निर्धारित करता है और गोमेज़ मस्तिष्क को फॉस्फेन का एक पैटर्न भेजता है, जिसे उसने पहचानना सीखा था।

एक प्रौद्योगिकी प्रस्तुति के एक स्लाइड पर, फर्नांडीज लिखते हैं कि 25x25 पिक्सेल के संकल्प के साथ "दृष्टि संभव है"। और चूंकि वर्तमान संस्करण में यूटा सरणी इतनी छोटी है और इस तरह की छोटी ऊर्जा की आवश्यकता होती है, फर्नांडीज का कहना है कि ऐसी कोई तकनीकी सीमाएं नहीं हैं जो उनकी टीम को मस्तिष्क के विभिन्न पक्षों से चार या छह प्रत्यारोपण स्थापित करने से रोकती हैं, जो 60-5060 पिक्सल या अधिक के संकल्प के साथ दृष्टि प्रदान करते हैं। और अभी तक, कोई भी नहीं जानता कि इस तरह के उपकरणों से इस तरह की जानकारी कितनी अधिक आ रही है, मस्तिष्क को बिना अधिभार के अवशोषित किया जा सकता है।

वो कैसा दिखता है

फर्नांडीज और उनके स्नातक छात्र एक कंप्यूटर से जुड़े एक प्रोटोटाइप कैमरे के साथ,

गोमेज़ ने मुझे बताया कि यदि उनके पास कोई विकल्प होता, तो वह प्रत्यारोपण छोड़ देती और इसके अद्यतन संस्करण के लिए पहली पंक्ति होती। जब फर्नांडीज ने अपने सरणी का विश्लेषण किया है, तो गोमेज़ ने इसे एक फ्रेम में रखने और इसे कमरे में दीवार पर लटका देने की योजना बनाई है।

फर्नांडीज की प्रयोगशाला में, वह मुझे एक गैर-इनवेसिव डिवाइस से जुड़ने की पेशकश करता है जिसका उपयोग वह मरीजों का अध्ययन करने के लिए करता है।

पिछले साल गोमेज़ ने एक ही चमड़े की कुर्सी पर बैठकर एक सफल प्रयोग के दौरान यह महसूस किया था कि कैसे एक न्यूरोसाइंटिस्ट एक वैंड को दो रिंग से एक तरफ मेरे सिर पर दबा रहा है। यह डिवाइस, एक "तितली कॉइल" एक बॉक्स से जुड़ा है जो शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय दालों का उपयोग करके मस्तिष्क में न्यूरॉन्स को उत्तेजित करता है। इस घटना को कहा जाता हैट्रांसक्रानियल चुंबकीय उत्तेजना । पहला आवेग एक खोपड़ी के लिए बिजली के झटके की तरह है। उंगलियां अनजाने में हथेली में खोदती हैं। "देखो, यह काम करता है!" - चकली गोमेज़। “यह आपकी मोटर कॉर्टेक्स है। चलिए अब आपको फॉस्फेन कहने की कोशिश करते हैं। ”

न्यूरोबायोलॉजिस्ट छड़ी की स्थिति को बदल देता है और मशीन को तेजी से दोहराए जाने वाले दालों को समायोजित करता है। इस बार, शुरू करने के बाद, मुझे अपने सिर के पिछले हिस्से में झुनझुनी महसूस हो रही है, जैसे कि कोई मेरी खोपड़ी को दरवाजा खटखटा रहा हो। फिर, हालांकि मेरी आँखें खुली हैं, मुझे कुछ अजीब दिखाई देता है: मेरे क्षेत्र में दृष्टि के केंद्र में टिमटिमाती एक उज्ज्वल क्षैतिज रेखा, साथ ही संकेत के अभाव में टीवी पर एक छवि की तरह कुछ से भरे दो चमकदार त्रिकोण। यह छवि दिखाई देते ही गायब हो जाती है, एक मामूली आफ्टरग्लो को पीछे छोड़ते हुए।

"उसी चीज़ के बारे में बर्न देख सकता है," फर्नांडीज़ कहते हैं। जब तक एक संकेत मस्तिष्क में प्रवेश करता है तब तक दुनिया का केवल उसका "दृश्य" अधिक स्थिर रहता है। वह अपना सिर भी मोड़ सकती थी और कमरे के चारों ओर देखने के लिए चश्मे का उपयोग कर सकती थी। मैंने केवल मस्तिष्क के आंतरिक फैंटमों को देखा, जो बिजली से प्रेरित थे। गोमेज़ 16 वर्षों में पहली बार दुनिया को देखने और उसे छूने में सक्षम थी।

अंधे के लिए एक नया प्रत्यारोपण सीधे मस्तिष्क से जुड़ता है

बरामदगी और फॉस्फेन

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