Vaikka suurin osa erittäin varhain syntyneiden vauvojen äiteistä tietää, että heidän lapsillaan on nousua ylämäkeen, Monica Ellis tiesi alusta alkaen, että yksi hänen uusista kaksosetytöistään oli edessään vuoren.
Kara ja Katie olivat mikro-preemioita, syntyneet vain 25 raskausviikolla. Varhaisimpien päivien kosketusohjeiden jälkeen Katie parani tasaisesti, mutta hänen sisarensa ei. Kara oli päällä ja pois hengityslaitteista ja hänellä oli vaikeuksia syömisessä. Myöhemmin, kun hän vihdoin tuli kotiin, hän alkoi tehdä outoja liikkeitä, leikata sormiaan ja jatkaa vaikeuksia ruokinnassa. Kara ei onnistunut.
Sairaanhoitaja, jolla on kaksi vanhempaa lasta kotona, Ellis tiesi lasten saavuttavan välitavoitteet eri tavoin. Mutta suolistunne ja lakkaamaton tutkimus kertoivat hänelle, että Karassa jotain ei vain ollut oikein. Hänen lastenlääkäri suostui ja lähetti hänet fysioterapeutille. Vain muutaman kuukauden ikäisenä Kara: lla todettiin aivohalvaus.
Kara-fysioterapeutti Robert Eskew tiesi kollegasta, joka oli tekemässä joitain epätavallisia uusia tutkimuksia aivohalvauksen ja muiden motoristen kehityksen viivästysten saaneiden lasten varhaisista interventioista. Hän ehdotti heidän tekevän hänelle vierailun.
"Olin se äiti, joka oli tietokoneella koko ajan lukemassa tavaroita, koska olin niin huolissani Karasta", Ellis sanoo.
Thubi Kolobe (vasemmalla) käyttää tällä hetkellä hermopalauteverkkoa tutkiakseen reaaliaikaista toimintaa vauvojen aivoissa heidän navigoidessaan SIPPC: n kanssa. (Oklahoman yliopiston terveystieteiden keskus) Ellis vei tyttärensä Thubi Kolobeen, fysioterapeuttiin Oklahoman yliopiston terveystieteiden keskukseen, joka opiskelee ja työskentelee vauvojen kanssa oppiessaan liikkumaan. Aikaisemmin urallaan Chicagon Illinoisin yliopistossa Kolobe ja hänen kollegansa kehittivät arvioinnin, imeväisten motorisen suorituskyvyn testin, jotta voidaan tunnistaa lapset, joilla on suurin aivohalvauksen riski. Tämä työ sai aikaan kiinnostuksen siitä, kuinka nuo aivojen kehityskysymykset vaikuttavat hyvin pienten lasten motoriseen kehitykseen.
Kolobe ja Peter Pidcoe, entinen Chicagon kollega, ovat luoneet rullalautamaisen laitteen, nimeltään SIPPC (“sip-see”) tai itse aloitettu Prone Progressive Crawler. Keksintö antaa moottorikohtaisille vauvoille mahdollisuuden oppia tunkeutumaan ympärilleen.
***
Arviolta 80–90 prosenttia CP-lapsista syntyy sairauden kanssa, ja lääkärit pyrkivät edelleen ymmärtämään sen syitä. Useat tekijät voivat johtaa CP: lle ominaisiin aivovaurioihin, mukaan lukien aivoinfektiot, päänvammat tai muut varhaiset traumat. Erityisen varhaiset vauvat, kuten Kara ja Katie, ovat myös korkean riskin ryhmä. Syystä riippumatta CP vaikuttaa aina lihasten hallintaan, ja lapsilla sitä ei usein diagnosoida ennen kuin he ovat vähintään vuoden ikäisiä.
Tämän myöhäisen diagnoosin ongelma on, että siihen mennessä, kun vanhemmat ja lääkärit havaitsevat ongelman, vauva on jo käynyt läpi liikkumisen oppimisen vaiheet - liikkumisen, istumisen, indeksoinnin, risteilyn ja taaperoinnin. Normaalin 3 kuukauden vauvan satunnaiset potkut ja wiggles tekevät tärkeätä työtä muodostamalla tärkeitä hermoyhteyksiä, jotka johtavat edistyneisiin motorisiin taitoihin, kuten kävely tai kirjoittaminen lyijykynällä.
Värikkään lelun asettaminen vain vauvan ulottumattomissa riittää yleensä stimuloimaan häntä pääsemään siihen, yrittämään harrastaa sen suuntaan. Hän palkitaan, kun vaiva johtaa liikkeeseen kohti lelua. Lopulta yhä useamman harjoituksen myötä vauva oppii liikkumaan ja tarttumaan leluun nopeasti, koska hänen kehittyvät aivonsa vahvistavat hermoyhteyksiä, jotka hallitsevat tätä taitoa.
Mutta päinvastainen on myös totta. Vauvojen aivoilla on häikäilemätön käytä tai menetä se -käytäntö. Jos vauva yrittää liikkua eikä saavuta toivottua vaikutusta, aivot lopulta karsivat moottoripolun. CP-vauvat ovat usein epäonnistuneita yrityksissä.
Työskentelemällä vauvojen kanssa Kolobe oli yhä huolestuneempi siitä, että CP-riskin vauvat menettivät tarpeettomasti varhain varhain. Lasten liikkuvuushoito pienillä lapsilla, joilla on CP, sisältää passiivisia strategioita, kuten laittamalla ne pyyhelle ja vetämällä hellästi ympäri. Mutta lapset eivät liiku itse, joten niitä liikkumisreittejä ei vieläkään vahvisteta. Koloben mielestä tekniikan oli tarjottava ratkaisu.
"Ajattelin, että on oltava tapa tukea näitä vauvoja, ohittaa heitä koskevat rajoitukset ja antaa heille silti mahdollisuus ajaa itsensä liikkumaan ja tutkimaan", Kolobe sanoo. "Halusin jotain, joka voisi hyödyntää vauvan varhaisia itsenäisiä liikkeitä pitämään sen liikkeessä ja muuttamaan sen toiminnalliseen käyttöön."
***
Vuonna 2003 Kolobe kääntyi Pidcoen puoleen, joka johtaa erikoista laboratoriota Richmondin Virginia Commonwealth Universityssä. Ihmiset tulevat hänen luokseen - fysioterapeutti ja insinööri - kun he tarvitsevat apua sellaisen terapiatyökalun luomisessa, jota ei vielä ole. Tasaiset osat Doc Brown ja valittu Tony Stark, Pidcoe poistuvat autotallissa VCU: n länsisairaalan kellarissa. Siellä hän tekee laitteita elektronisista väsymysmonitorista ennustamaan potentiaalisia nilkan nyrjähdyksiä proteesille. Hänen laboratorionsa on täynnä johtoja, moottoreita, tietokonepiirejä ja muunnettuja kuntolaitteita, kuten elliptinen kone, jonka hän ja jatko-opiskelijat mukauttivat kulutuskouluttajaksi aivohalvauspotilaille.
Koloben tuella Pidcoe kirjoitti algoritmit ja rakensi moottoroidun laitteen antureilla, jotka reagoivat vauvojen pieniin potkuihin ja painonsiirtoihin palkitsemalla heitä ylimääräisellä vauhdilla. Vauva makaa suoraan pehmustetulla laudalla, kiinnitetään paikoilleen pehmeillä neopreenihihnat, ja hänen kätensä ja jalkansa yhdistyvät anturit, jotka on kiinnitetty koneen tietokoneeseen. SIPPC: n myöhemmissä versioissa oli ”onesie-tila” -paita, jossa on upotetut anturit hienosäätääksesi suunnan havaitsemista, niin että jopa vauvat, jotka eivät kyenneet tuottamaan paljon voimaa, vahvistetaan eteen-, sivusuunnassa tai taaksepäin.
"Lapsen käsivarsien ja jalkojen liikettä mitataan hienostuneesti. SIPPC käyttää sitä tunnistamaan kuviot, jotka haluamme palkita", Pidcoe selittää. "Suoritat palkkion toiminnoille, joita yrität saavuttaa."
Pidcoe ja Kolobe saivat patentin SIPPC: lle tammikuussa 2015. (USPTO) Pidcoe ja jotkut hänen opiskelijoistaan esittelevät SIPPC: tä Smithsonian's Innovation Festival -tapahtumassa Yhdysvaltain historian kansallismuseossa 26. ja 27. syyskuuta. Smithsonian-instituutin ja Yhdysvaltain patentti- ja tavaramerkkiviraston järjestämässä tapahtumassa esitellään uusia kehitettyjä tekniikoita. riippumattomia keksijöitä ja muita yliopistoista, yrityksistä ja valtion virastoista.
***
Ellis, joka asuu Calumetissa, Oklahomassa, onnistui saamaan Kara: n ilmoittautumaan uuteen tutkimukseen, jonka Kolobe oli käynnissä testaamaan SIPPC: n tehokkuutta terapeuttisena välineenä. Aluksi Kara vain makasi siellä vatsallaan, motivoimatonta osallistumaan. Hän imi sormeaan ja katseli, kuinka hänen äitinsä ja Kolobe yrittivät houkutella häntä leikkimään.
"Saadaksemme hänet liikkumaan, popimme hänen sormensa suustaan ja hän suuttui", Ellis muistelee. He voivat sitten saada Kara: n huomion leluilla. Ensimmäisen kerran kun hän saavutti oman objektin, Ellis ja Kolobe hurrasivat.
"Se käänsi kytkimen", Ellis sanoo. "Hän käänsi päänsä ja katsoi meihin kuten" Voi, pidätkö tästä? " Tämä positiivinen vastaus auttoi häntä todella oppimaan aloittamaan asioiden tekemisen yksin. "
Kara oppi indeksoimaan SIPPC: n avulla ja vahvistamalla sitä. Nykyään aktiivinen neljä-vuotias esikoulussa siskonsa Kara kanssa kävelee, keskustelee ja juoksee. Hänet on virallisesti vapautettu fysioterapiasta. Ellis sanoo, että ellei SIPPC: llä olisi ollut Kara-lapsenkengän pieniä esteitä, olisi ollut äärettömän haastavampi voittaa.
"Pienenä preemiana hän antoi kaikkien tehdä kaiken hänen puolestaan, koska hän ei pystynyt tekemään sitä itse", Ellis sanoo. ”Odota ja katsele lähestymistapaa aivohalvaukseen voitaisiin muuttaa, jos kaikki yrittäisivät ajatella hiukan eri tavalla. Varhaisella interventiolla voimme saada nämä vauvat lankaamaan aivonsa aikaisin. "
Myös Kolobe pyrkii osoittamaan, että jopa hyvin nuoret vastasyntyneet kykenevät saavuttamaan suuria voittoja potentiaalisen vamman vuoksi.
"Näin voi tapahtua, kun hyödynnämme ja monistamme niillä olevat pienet kyvyt voidakseen menestyä. Vain tekniikka antaa meille mahdollisuuden siihen", hän sanoo. "Tiedemiehenä on niin paljon kysymyksiä, joihin on vastattava, ja minusta tuntuu, ettemme ole edes naarmuttaneet pintaa sillä, mitä voimme oppia tästä."
Moottoroidussa laitteessa on anturit, jotka reagoivat vauvan potkuihin ja painonsiirtoihin. Laite palkitsee vauvan ylimääräisellä vauhdilla. (Oklahoman yliopiston terveystieteiden keskus) Kolobe ja Pidcoe jatkavat työskentelyä SIPPC: n parissa laboratorioissaan, mutta hieman erilaisilla ominaisuuksilla. Kolobe käyttää tällä hetkellä hermopalauteverkkoa tutkiakseen reaaliaikaista toimintaa vauvojen aivoissa, kun ne navigoivat SIPPC: n kanssa. Pidcoe pyrkii parantamaan suunnittelua siinä toivossa, että se on kaupallisesti saatavana vanhemmille ja terapeuteille suhteellisen suhteellisesti. edulliseen hintaan.
Tällä viikonloppuna Smithsonian's Innovation Festivalilla esillä olevat versiot tuottavat tällä hetkellä 200–300 dollaria. Viime kädessä Pidcoe suunnittelee versioita, joita voidaan ajaa matkapuhelinsovelluksella, ja jopa sokeille lapsille, jotka käyttävät lempeää haptista palautetta sumuttaen houkutellakseen lapsen oikeaan suuntaan.
"Haluamme tarkastella, kuinka voimme ottaa käyttöön tekniikan lapsille hyödyksi aikaisemmin", Pidcoe sanoo. "Tämä on yksi esimerkki siitä, kuinka kliiniset ja tekniset työkalut sekoittuvat kauniisti."
Smithsonianin innovaatiofestivaali pidetään Yhdysvaltain historian kansallismuseossa 26. ja 27. syyskuuta välillä klo 10–17.
