Tobulėjant technologijoms, bendros dizainerių ir gydytojų pastangos jau įgalina suteikti visam gyvenimui bet kokį neįgalųjį, pakeisdamos sergantį ar pamestą organą daugiafunkciu protezu.
Biomechanika tiria gyvo organizmo judėjimą, taip pat mechaninius procesus sistemose, organuose ir audiniuose. Šio mokslo istorija prasidėjo senovėje - prisiminkime bent jau žinomą italų gydytoją, vardu Galenas. Palikuoniai mėgavosi jo darbo vaisiais daugiau nei tūkstantį metų.
- „Salik.biz“
Manoma, kad pirmieji protezai pasirodė senovės Indijoje ir Egipte. Žinoma, jie buvo ypač primityvūs ir geriausiu būdu nepakeitė prarastos galūnės. Panašius protezus sudaro piratų kabliukai kartu su mediniais kelmais.
Kai kuriais atvejais apgailėtinas buvo vien tik kosmetinis efektas, pavyzdžiui, iš stiklo pagaminta akis galėjo užmaskuoti dabarties praradimą, tačiau ji neatliko savo funkcijų. Tik XIX amžiuje pasirodė perspektyvūs rankų protezai, kurių metu alkūnės sąnarys buvo sulenktas, pirštai sulenkti ir nesulenkti.
Proveržis biomechanikoje
Dvidešimtas amžius padidino protezavimą. Praėjusio amžiaus gydytojai turėjo galimybę pakeisti ne tik galūnes, bet ir vidaus organus. Taigi 1937 metais transplantacijos pradininkas V. P. Demikovas implantavo šuniui dirbtinę širdį. Nepaisant to, kad gyvūnas ilgai negyveno, buvo patvirtintas pačios idėjos gyvybingumas. Šiomis dienomis dirbtinės arterijos, vožtuvai ir širdelės yra įvairių dizainų.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Dabar visame pasaulyje gydytojai atlieka daugybę operacijų, skirtų klausos aparatams ir dirbtiniam akies lęšiui montuoti, sulaužytų kaulų suliejimui ir susidėvėjusiems sąnariams pakeisti. Žmonija yra ant tokių problemų, kaip dirbtinių organų ir galūnių, galinčių visiškai atkurti visas anksčiau prarastas funkcijas, kūrimo slenksčio.
Mechaninė galūnė
Praėjusiame amžiuje kai kurios technologijos buvo sukurtos taip, kad buvo sukurti manipuliatoriai, kurių galimybės viršija žmogaus rankos fizines galimybes. Jie ilgą laiką buvo naudojami pramonėje, kontroliuojami mikroprocesorių. Natūralu, kad kilo idėja sukurti nepriekaištingas mechanines rankas ir kojas.
Šiandien galime užtikrintai pasakyti, kad viskas pasikeitė. Britų kompanija „Touch Bionics“teisėtai laikoma unikalių bioninių protezų kūrimo pradininke. Gavusi vyriausybės paramą, ji gamino protezus veteranams, o nuo 2007 m. Įmonė persikėlė į komercinį sektorių su savo firmine galūnių linija.
„Touch Bionics“protezuose yra specialūs jutikliai. Jie užfiksuoja silpniausią elektrinį impulsą, atsirandantį dėl galūnės dalies, kuri sugebėjo išgyventi, raumenų susitraukimo. Protezas reaguoja į raumenų darbą ir atlieka užprogramuotus judesius. Po tam tikro pratimo pacientas laisvai judina pirštus, paima daiktus ir sureguliuoja suspaudimo jėgą.
Džono Hopkinso universitete dirbantys amerikiečių mokslininkai taip pat pasiekė įspūdingų rezultatų. Jų pacientas, prieš 40 metų netekęs abiejų rankų, protezais galėjo atlikti paprastus judesius - pasiimti puodelį ar laikraštį, perjungti televizoriaus kanalus per nuotolinio valdymo pultą.
Vis dėlto mioelektrinė technologija turi savo trūkumų. Nepakankamas bendravimas su nervų sistema leidžia atlikti tik užprogramuotus veiksmus. Chalmerso technologijos universiteto mokslininkai iš Švedijos kovoja su šia problema. Čia sukuriamos bioninės galūnės, kurios valdomos mišriu principu: iš dalies naudojant mioelektrinius metodus, iš dalies - fiksuojant elektrinius nervų sistemos signalus. Pastarasis pasiekiamas naudojant elektrodus, kurie yra implantuojami į kūną. Ši technologija leidžia intuityviai valdyti protezą.
Tuo pačiu metu viso pasaulio mokslininkai dirba kurdami kojų protezus. Šioms dirbtinėms galūnėms nereikia smulkiosios motorikos judesių mechanizmų, tačiau čia taip pat yra keletas niuansų: žmogus turi pamiršti, kad turi protezą. Šis rezultatas dar nepasiektas, tačiau vis dėlto padaryta tam tikra pažanga. Su protezuojamomis kojomis žmonės jau padarė daugybę kilometrų žygių, ėjo į aukščiausių dangoraižių viršutinius aukštus, žodžiu, darė tai, ko negalėjo padaryti net kai kurie sveiki žmonės.
Pamatykite pasaulį dar kartą
Sukurti prietaisą, galintį pakeisti žmogaus regėjimą, yra pati sunkiausia užduotis. Diena dar tolima, kai pasirodys prietaisas, kuris visiškai kompensuos žmogui regėjimo praradimą, tačiau šia linkme kai kurie žingsniai jau atlikti. Aktyviai vystoma dirbtinė tinklainė. Šio konkretaus organo liga dažniausiai tampa regėjimo praradimo priežastimi.
Amerikos tyrėjai jau pristatė prietaisą pavadinimu „Argus 2“, kuris gali tapti pirmosios bioninės akies prototipu. Akiniai su įmontuota kamera siunčia signalą į prietaiso kompiuterį. Ten jis apdorojamas ir perduodamas imtuvui, kur jis paverčiamas komanda, skirta elektrodams, implantuojamiems į akis. Elektrodai stimuliuoja regos nervo ir tinklainės ląsteles, o tai leidžia atkurti regėjimą.
Šiuolaikiniai „Argus“modeliai turi tik 60 elektrodų, o tai yra ypač nedaug. Bet net toks prietaisas klinikinių tyrimų metu leido visiškai aklams žmonėms naršyti erdvėje ir skaityti dideles raides. Amerikos mokslininkai ketina padidinti sukurto aparato skiriamąją gebą ir galiausiai pasiekti, kad regėjimas būtų atkurtas 100 procentų.
„Nano Retina“turi savo požiūrį į šios problemos sprendimą. Jos specialistai sukūrė savotišką jutiklį, kurio skiriamoji geba yra 24X24 taškai, kuris yra tiesiogiai prijungtas prie regos nervo. Implantas maitinamas per specialius akinius, kurie ant jo skleidžia infraraudonąją spinduliuotę. Implantas taškų duomenis paverčia elektriniais impulsais, kurie smegenims leidžia juos analizuoti.
Aprašyta sistema dar nebuvo atlikta klinikinių tyrimų, tačiau, remiantis kūrėjų skaičiavimais, ji parodys gerus rezultatus, ir ją įgyvendinti bus daug lengviau nei „Argus“modelyje.
Laikui bėgant, bioniniai protezai taps kasdienine realybe, ir tai jau yra pirmas žingsnis kiborgų atsiradimo link - unikalus mašinos ir žmogaus derinys. Bet tai bus visiškai kitokia istorija.