Ehkki enamik äärmiselt vara sündinud beebide emasid teab, et nende lastel on tõus ülesmäge, teadis Monica Ellis algusest peale, et üks tema uutest kaksikutüdrukutest seisab silmitsi mäega.
Kara ja Katie olid mikroealised preemiad, kes sündisid alles 25. rasedusnädalal. Pärast varasemate päevatekkumistega sekkumist paranes Katie stabiilselt, kuid tema õde seda ei teinud. Kara oli ventilaatoritest sisse ja välja ning tal oli söömisraskusi. Hiljem, kui ta lõpuks koju jõudis, hakkas ta tegema veidraid liigutusi, käärima sõrmi ja jätkas raskusi söötmisega. Kara ebaõnnestus.
Õde, kellel oli kodus kaks vanemat last, teadis Ellis, et lapsed jõuavad verstapostini erineva kiirusega. Kuid soolestiku tunne ja lakkamatu uurimine ütles talle, et Karaga pole midagi lihtsalt korras. Tema lastearst nõustus ja suunas ta füsioterapeudi juurde. Vaid mõnekuusel lapsel diagnoositi Kara ajuhalvatus.
Kara füsioterapeut Robert Eskew teadis kolleegi, kes viis läbi ebaharilikke uusi uuringuid tserebraalparalüüsi ja muude motoorse arengu viivitustega laste varajase sekkumise kohta. Ta soovitas neil külastada.
"Olin see ema, kes oli kogu aeg arvutit lugemas, sest olin Kara pärast nii mures, " räägib Ellis.
Thubi Kolobe (vasakul) kasutab praegu neuronaalset tagasisidevõrku, et uurida reaalajas toimuvat tegevust imikute ajudes, kui nad SIPPC-ga navigeerivad. (Oklahoma ülikooli terviseteaduste keskus) Ellis viis tütre Oklahoma ülikooli terviseteaduste keskuse füsioterapeudi Thubi Kolobe juurde, kes uurib ja töötab imikutega, kui nad õpivad liikumist. Varem oma karjääri jooksul Chicago Illinoisi ülikoolis töötasid Kolobe ja tema kolleegid välja imikute motoorse jõudluse testi, et teha kindlaks imikud, kellel on ajuhalvatuse tekke oht. See töö kasvatas huvi selle vastu, kuidas need aju arenguga seotud probleemid mõjutavad väga väikeste laste motoorset arengut.
Kolobe ja Peter Pidcoe, Chicago endine kolleeg, on loonud rulataolise seadme, mida nimetatakse SIPPC-ks (“sip-see”) ehk omaalgatatud kõikuv progresseeruv roomik. Leiutis võimaldab motoorsete raskustega beebidel õppida end ümber käima.
***
Hinnanguliselt 80–90 protsenti lastest, kellel on CP, sünnib selle haigusega ja arstid töötavad selle põhjuste mõistmiseks endiselt. CP-d iseloomustavate ajukahjustuste tekkeks võivad olla mitmesugused tegurid, sealhulgas ajuinfektsioonid, peavigastused või muu varane trauma. Ka sellised varajased beebid nagu Kara ja Katie on kõrge riskiga rühmad. Sõltumata põhjusest mõjutab CP alati lihaste kontrolli ja lastel seda sageli ei diagnoosita enne, kui nad on aasta vanused või vanemad.
Selle hilise diagnoosimise probleem on see, et selleks ajaks, kui vanemad ja arstid probleemi märkavad, on beebi juba liikunud liikumise õppimise etappidest - veeremisest, istumisest, roomamisest, kruiisimisest ja väikelapsed õppimisest. Tavalise 3-kuulise beebi juhuslikud löömised ja parukad teevad olulist tööd, moodustades üliolulised närviühendused, mis viivad edasijõudnute motoorsete oskuste juurde, näiteks kõndides või pliiatsiga kirjutades.
Värvilise mänguasja asetamine lapse käeulatusse on tavaliselt piisav, et stimuleerida teda selle poole püüdma, proovima selle suunas liikuda. Teda autasustatakse, kui pingutuse tulemusel liigutakse mänguasja poole. Lõpuks õpib laps üha enam harjutades mänguasja kiiresti liigutama ja haarama, sest tema arenev aju tugevdab närvisidemeid, mis seda oskust kontrollivad.
Kuid ka vastupidine on tõsi. Imikute ajudel on halastamatu "kasuta või kaota" poliitika. Kui beebi proovib liikuda ja ei saavuta soovitud efekti, siis aju kärbib lõpuks selle motoorse raja välja. CP-ga beebid on katsetes sageli ebaõnnestunud.
Imikutega töötades tundis Kolobe üha suuremat muret, et immuunsushaiguse ohustatud imikud kaotavad tarbetult varakult. CP-ga väikelaste liikumisteraapia hõlmab passiivseid strateegiaid, näiteks pange nad rätikule ja tõmmake neid õrnalt ümber. Kuid lapsed ei liigu ise, nii et neid liikumisteid ikka ei tugevdata. Kolobe arvates pidi tehnoloogia pakkuma lahendust.
"Arvasin, et peab olema võimalus neid beebisid toetada, neist kitsendustest mööda minna ja võimaldada neil ikkagi liikuda ja uurida, " räägib Kolobe. "Tahtsin midagi, mis võimaldaks beebi varaseid iseseisvaid liigutusi rakendada, et hoida neid edasi ja muuta need funktsionaalseks kasutamiseks."
***
2003. aastal pöördus Kolobe Pidcoe poole, kes juhib Richmondi Virginia Rahvaste Ühenduse ülikoolis omapärast laborit. Inimesed tulevad tema juurde - füsioterapeut ja insener -, kui nad vajavad abi teraapiavahendi loomisel, mida veel pole. Võrdsed osad Doc Brown ja valitud Tony Stark, Pidcoe, vedelevad VCU Läänehaigla keldris asuvas garaažis. Seal valmistab ta elektroonilistest väsimusmonitoridest seadmeid, et ennustada potentsiaalseid pahkluu nihestusi proteesitavatele jäsemetele. Tema labor on täis juhtmeid, mootoreid, arvutikiipasid ja muudetud treeningvarustust, nagu elliptiline masin, mille ta koos kraadiõppuritega kohandas kasutamiseks insuldihaigete kõnnakutreenerina.
Kolobe panuse põhjal kirjutas Pidcoe algoritmid ja ehitas mootoriga seadme, mille andurid reageerivad imikute väikestele löökidele ja raskuse muutustele, premeerides neid täiendava tõukejõuga. Beebi lamab otse polsterdatud laual, kinnitades selle oma kohale pehmete neopreenist rihmadega ning tema käed ja jalad ühendatakse pardaarvuti külge kinnitatud anduritega. SIPPC hilisematel versioonidel oli "onesie mode" - sisseehitatud anduritega särk, mis täpsustas suunatuvastust, nii et isegi beebid, kes ei suutnud palju jõudu tekitada, tugevdaksid neid edasi, külg- või tahapoole liikudes.
"Lapse käte ja jalgade liikumist on keeruline mõõta ja SIPPC kasutab seda mustrite tuvastamiseks, mida me premeerime, " selgitab Pidcoe. "Te suunate tasu tegevustele, mida proovite saavutada."
Pidcoe ja Kolobe said SIPPC jaoks patendi 2015. aasta jaanuaris. (USPTO) Pidcoe ja mõned tema õpilased demonstreerivad SIPPC-d Smithsoniani innovatsioonifestivalil Ameerika Ajaloomuuseumis 26. ja 27. septembril. Smithsoniani institutsiooni ja USA patendi- ja kaubamärgiameti korraldatud üritusel tutvustatakse välja töötatud uusi tehnoloogiaid. sõltumatud leiutajad ja teised ülikoolidest, ettevõtetest ja valitsusasutustest.
***
Ellis, kes elab Calumetis Oklahomas, suutis Kara kaasa lüüa uues uuringus, mida Kolobe jooksis, et testida SIPPC efektiivsust terapeutilisena. Esialgu lamas Kara lihtsalt seal oma kõhu peal, motiveerimata sellest osa võtma. Ta imetas sõrmi ja jälgis, kuidas ema ja Kolobe üritasid teda mängima meelitada.
“Et teda liigutada, torkasime ta sõrmed suust ja ta läks hulluks, ” meenutab Ellis. Seejärel võisid nad mänguasjaga Kara tähelepanu saada. Kui nad esimest korda iseseisvalt objektile jõudsid, rõõmustasid Ellis ja Kolobe.
"See keeras lülitit, " ütleb Ellis. "Ta pööraks pead ja vaataks meile otsa nagu" Oh, sulle meeldib see? " See positiivne vastus aitas tal tõesti õppida iseseisvalt asju ajama. ”
SIPPC abi ja tugevdamise abil õppis Kara, kuidas indekseerida. Täna kõnnib aktiivne nelja-aastane eelkoolis koos oma õega Kara, vestleb ja räägib. Ta on ametlikult füsioteraapiast vabastatud. Ellis ütleb, et kui see poleks olnud SIPPC, oleks Kara imikueas olevate väikeste takistuste ületamine olnud lõputult keerukam.
"Isegi väikese preemiana laskis ta kõigil enda heaks kõik ära teha, sest ta ei saanud seda ise teha, " räägib Ellis. „Oodake lähenemist ajuhalvatusele võiks muuta, kui kõik prooviksid mõelda pisut teisiti. Varase sekkumisega saame need beebid oma aju varakult ümber kerima. ”
Ka Kolobe on ajendatud näitama, et isegi väga noored imikud on potentsiaalse puude korral väga võimelised tohutu kasu teenima.
"See võib juhtuda siis, kui rakendame ja korrutame nende väheseid võimalusi, et need oleksid edukad. Ainult tehnoloogia võimaldab meil seda teha, " ütleb ta. "Teadlasena on nii palju küsimusi, millele tuleb vastata, ja ma arvan, et me pole isegi kriimustanud pinda sellega, mida sellest õppida võiksime."
Motoriseeritud seadmel on andurid, mis reageerivad lapse löökidele ja raskuse muutustele. Seade premeerib last täiendava hooga. (Oklahoma ülikooli terviseteaduste keskus) Kolobe ja Pidcoe jätkavad tööd SIPPC-ga oma vastavates laborites, kuid pisut erineva suutlikkusega. Praegu kasutab Kolobe neuraalset tagasisidevõrku, et uurida reaalajas toimuvat tegevust imikute ajudes, kui nad SIPPC-ga navigeerivad, samal ajal kui Pidcoe töötab selle kujunduse viimistlemisel lootuses, et see on vanematele ja terapeutidele kaubanduslikult kättesaadav suhteliselt taskukohane hind.
Sel nädalavahetusel Smithsoniani innovatsioonifestivalil kuvatavate versioonide hind on praegu 200–300 dollarit. Lõppkokkuvõttes näeb Pidcoe välja versioone, mida saab juhtida mobiiltelefonirakendusega, ja isegi pimedatele lastele mõeldud versioonid, mis kasutavad õrnalt ahvatlevat tagasisidet lapse õiges suunas meelitamiseks.
"Tahame uurida, kuidas saaksime tehnoloogia lastele varem kasutusele võtta, " räägib Pidcoe. "See on üks näide sellest, kuidas kliinilised ja tehnilised tööriistad ilusti segunevad."
Smithsoniani innovatsioonifestival toimub Ameerika Ajaloomuuseumis 26. ja 27. septembril kella 10–17.
