Avec le développement des technologies, les efforts conjoints des concepteurs et des médecins sont déjà en mesure de donner une vie pleine à toute personne handicapée, en remplaçant un organe malade ou perdu par une prothèse multifonctionnelle.
La biomécanique étudie le mouvement d'un organisme vivant, ainsi que les processus mécaniques dans les systèmes, les organes et les tissus. L'histoire de cette science a commencé dans les temps anciens - rappelons-nous au moins un médecin italien bien connu nommé Galen. Les descendants jouissent des fruits de ses travaux depuis plus de mille ans.
On pense que les premières prothèses sont apparues dans l'Inde et l'Égypte anciennes. Bien sûr, ils étaient extrêmement primitifs et ne remplaçaient pas le membre perdu de la meilleure façon. Des prothèses similaires comprennent des crochets de pirate et des souches en bois.
Dans certains cas, le malheureux se contentait d'un effet purement cosmétique, par exemple, un œil en verre pouvait masquer la perte du présent, mais ne remplissait pas ses fonctions. Ce n'est qu'au XIXe siècle que des prothèses de main prometteuses sont apparues, dans lesquelles l'articulation du coude était pliée, les doigts serrés et desserrés.
Percée en biomécanique
Le vingtième siècle a amené la prothèse à un niveau de développement supérieur. Les médecins du siècle dernier ont eu l'occasion de remplacer non seulement les membres, mais également les organes internes. Ainsi, en 1937, le pionnier de la transplantation V. P. Demikhov a implanté un cœur artificiel chez un chien. Malgré le fait que l'animal n'a pas vécu longtemps, la viabilité de l'idée elle-même a été confirmée. De nos jours, les artères artificielles, les valves et les cœurs sont disponibles dans une grande variété de modèles.
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Désormais partout dans le monde, les médecins réalisent de nombreuses opérations pour installer des prothèses auditives et un cristallin artificiel, la fusion des fractures et le remplacement des articulations usées. L'humanité est sur le point de résoudre des problèmes tels que la création d'organes et de membres artificiels capables de restaurer complètement toutes les fonctions précédemment perdues.
Membre mécanique
Au cours du siècle dernier, certaines technologies se sont développées pour que des manipulateurs aient été créés, dont les capacités dépassent les capacités physiques de la main humaine. Ils sont utilisés depuis longtemps dans l'industrie sous le contrôle de microprocesseurs. Naturellement, l'idée est née de créer des bras et des jambes parfaitement mécaniques.
Aujourd'hui, nous pouvons dire en toute confiance que les choses ont décollé. La société britannique Touch Bionics est à juste titre considérée comme le pionnier dans le développement de prothèses bioniques uniques. Avec le soutien du gouvernement, elle a fabriqué des prothèses pour les vétérans et, depuis 2007, l'entreprise s'est lancée dans le secteur commercial avec sa gamme de membres de marque.
Les prothèses fabriquées par Touch Bionics contiennent des capteurs spéciaux. Ils enregistrent l'impulsion électrique la plus faible résultant de la contraction des muscles de cette partie du membre qui a réussi à survivre. La prothèse répond au travail musculaire et effectue des mouvements programmés. Après quelques exercices, le patient bouge librement ses doigts, ramasse des objets et ajuste la force de compression.
Les scientifiques américains travaillant à l'Université Johns Hopkins ont également obtenu des résultats impressionnants. Leur patient, qui a perdu les deux bras il y a 40 ans, a pu effectuer des mouvements simples à l'aide de prothèses - prendre une tasse ou un journal, changer de chaîne de télévision sur la télécommande.
Pourtant, la technologie myoélectrique a son inconvénient. Le manque de communication avec le système nerveux vous permet d'effectuer uniquement des actions programmées. Des scientifiques suédois de l'Université de technologie Chalmers luttent contre ce problème. Ici, des membres bioniques sont créés, qui sont contrôlés par un principe mixte: en partie à l'aide de myoélectriques et en partie en captant des signaux électriques du système nerveux. Ce dernier est réalisé à l'aide d'électrodes qui sont implantées dans le corps. Cette technologie permet un contrôle intuitif de la prothèse.
Dans le même temps, des scientifiques du monde entier travaillent à la création de prothèses de jambe. Ces membres artificiels n'ont pas besoin de mécanismes de motricité fine des mouvements, mais il y a aussi quelques nuances ici: une personne doit oublier qu'elle a une prothèse. Ce résultat n'a pas encore été atteint, mais il y a néanmoins des progrès. Avec des jambes prothétiques, les gens ont déjà fait de nombreux kilomètres de randonnées, se sont rendus aux étages supérieurs des plus hauts gratte-ciel, en un mot, ils ont fait ce que même certaines personnes en bonne santé ne pouvaient pas faire.
Revoir le monde
Développer un appareil capable de remplacer la vision humaine est la tâche la plus difficile. Le jour est encore éloigné où apparaîtra un appareil qui compensera pleinement une personne pour la perte de vision, mais dans ce sens, certaines mesures ont déjà été prises. Une rétine artificielle est en cours de développement. La maladie de cet organe particulier devient le plus souvent la cause de la perte de vision.
Des chercheurs américains ont déjà présenté un appareil appelé «Argus 2», qui pourrait devenir le prototype du premier œil bionique. Les lunettes avec caméra intégrée envoient un signal à l'ordinateur de l'instrument. Là, il est traité et transféré au récepteur, où il est transformé en une commande d'électrodes implantées dans l'œil. Les électrodes stimulent les cellules du nerf optique et de la rétine, ce qui permet de restaurer la vision.
Les modèles Argus modernes n'ont que 60 électrodes, ce qui est extrêmement petit. Mais même un tel dispositif lors d'essais cliniques a permis à des personnes complètement aveugles de naviguer dans l'espace et de lire de grandes lettres. Les scientifiques américains vont augmenter la résolution de l'appareil créé et, à terme, rétablir la vision de 100%.
Nano Retina a sa propre approche pour résoudre ce problème. Ses spécialistes ont mis au point une sorte de capteur d'une résolution de 24X24 pixels, qui se connecte directement au nerf optique. L'implant est alimenté par des lunettes spéciales qui projettent un rayonnement infrarouge dessus. L'implant convertit les données de pixels en impulsions électriques, ce qui permet au cerveau de les analyser.
Le système décrit n'a pas encore fait l'objet d'essais cliniques, mais selon les calculs des développeurs, il donnera de bons résultats et il sera beaucoup plus facile à mettre en œuvre que le modèle Argus.
En temps voulu, les prothèses bioniques deviendront une réalité quotidienne, et c'est le premier pas vers l'émergence des cyborgs - une combinaison unique de machine et d'homme. Mais ce sera une histoire complètement différente.