Что такое нейронная инженерия? (Плюс карьерные требования)

26 августа 2021 г.

Область биоинженерии включает в себя множество дисциплин, каждая из которых имеет дело с определенными функциями организма и способами манипулирования определенными системами. Выбор карьеры в области биоинженерии может потребовать специальной подготовки и навыков, особенно в такой технической дисциплине, как нейронная инженерия. Понимание того, что такое нейронная инженерия и как использовать ее в качестве карьерного пути, может помочь вам решить, хотите ли вы посвятить время образованию и обучению в этой области. В этой статье мы обсудим, что такое нейронная инженерия, опишем обязанности нейронных инженеров и рассмотрим основные требования к карьере, чтобы стать нейронным инженером.

Что такое нейронная инженерия?

Нейронная инженерия или нейроинженерия — это биомедицинская инженерная дисциплина, изучающая нервную систему организма и управляющая ею. Нервная система состоит из головного мозга, позвоночника, органов чувств и нервов. Нейронная инженерия применяет основы инженерии к медицинской науке, объединяя две дисциплины, чтобы лучше понимать, восстанавливать и манипулировать нервной системой человека. Это может включать лечение неврологических расстройств или улучшение нервной системы человека с помощью биоинженерных компонентов.

Чем занимаются нейронные инженеры?

Нейронные инженеры проводят значительное количество времени в лабораториях, исследуя и разрабатывая новые инструменты и методы лечения. Вот некоторые из основных обязанностей нейронного инженера:

• Изучение неврологических расстройств: нейронные инженеры исследуют нервную систему, расстройства или заболевания нервной системы и неврологические улучшения. Их исследования часто поддерживают разработку новых лекарств и дают представление о том, как работает человеческий разум.

• Разработка роботизированных систем: нейроинженеры помогают разрабатывать роботизированные системы, имитирующие неврологические способности нервной системы человека. Эта передовая область обучения сочетает в себе технологии и биомедицинские науки, требуя углубленного образования и подготовки по обеим дисциплинам.

• Создание моделей неврологической активности. Нейронные инженеры создают 3D-модели неврологических структур и действий с помощью компьютерного программного обеспечения. Эти модели помогают им изучать неврологическую активность, не вторгаясь в нервную систему пациента, и позволяют им собирать данные, прогнозировать тенденции и открывать новую информацию о неврологических процессах.

• Инженер по биомедицинским технологиям: инженеры помогают разрабатывать новые биомедицинские технологии и изучают связь между технологиями и неврологией. Например, нейронный инженер может помочь разработать бионическую конечность, реагирующую на неврологическую стимуляцию.

Приложения в нейронной инженерии

Область нейронной инженерии включает в себя множество дисциплин, каждая из которых имеет свое собственное применение в медицине и технике. Вот некоторые распространенные приложения и дисциплины в нейронной инженерии:

Нейронная визуализация

Нейронная визуализация — это дисциплина нейронной инженерии и нейронауки, которая помогает исследователям картировать мозг с помощью 3D-изображений. Эти изображения служат ориентиром для врачей и исследователей, чтобы лучше понять базовую структуру нервной системы и любые нарушения, которые могут на нее повлиять. Используя специальные технологии и программное обеспечение, нейронные инженеры могут создавать невероятно точные изображения мозга, позвоночника, нервов и даже нейронов.

Нейронные интерфейсы

Нейронные интерфейсы — это передовые технологические инструменты, которые соединяют неврологические пути с внешними устройствами. Инженеры помогают проектировать, тестировать и разрабатывать эти системы. Они также исследуют их эффективность и практичность. Врачи используют нейроинтерфейсы для пациентов с особыми состояниями, чтобы восстановить определенные двигательные или когнитивные функции. Например, человек с болезнью Паркинсона может восстановить подвижность или речь с помощью нейроинтерфейса.

Нейроробототехника

Нейроробототехника — это новая область, которая фокусируется на воспроизведении неврологических систем человека в робототехнике. Сюда входят такие вещи, как мышечная память, рефлексы, речевые паттерны, память и другие неврологические функции. Инженеры изучают, как работает нервная система тела и как передать эти функции неживой машине. Инженеры часто помогают в процессах проектирования и сборки этих машин и часто контролируют их техническое обслуживание.

Нейромеханика

Нейромеханика — это дисциплина, которая фокусируется на изучении науки о движении и того, как нервная система управляет опорно-двигательным аппаратом. Нейромеханика помогает врачам и исследователям понять передвижение человека и то, как определенные травмы, расстройства или другие нарушения поведения и травмы могут повлиять на движения. Инженеры также могут помочь в разработке нейромеханических инструментов, таких как средства передвижения или программное обеспечение для отслеживания и картирования движений пациента.

Нервные протезы

Нервные протезы — это устройства, которые помогают восстановить определенный уровень неврологической функции у тех, кто ее потерял. Это могут быть внешние или внутренние элементы оборудования, такие как стимуляторы спинного мозга. Эти передовые протезы прикрепляются к позвоночнику и позволяют пациентам контролировать уровень боли, тремор, спастичность и ригидность с помощью пульта дистанционного управления. Инженеры исследуют, проектируют, создают и обслуживают эти устройства, а также обучают других медицинских работников тому, как их использовать.

Нейронное улучшение

Нейронное усиление — это целенаправленное усиление определенных неврологических функций, таких как когнитивные способности, движение или биохимические процессы. Инженеры изучают, какую пользу нервная система получает от улучшений, как реагируют пациенты и какие улучшения выходят за рамки современных технологий. Например, инженеры могут разработать слуховой аппарат, который использует электрические импульсы мозга для улучшения слуха человека.

Общие требования к карьере нейронной инженерии

Ниже приведены важные требования к карьере для нейронной инженерии:

Степень бакалавра в области биомедицинских наук или инженерии

Почти все нейронные инженеры имеют как минимум степень бакалавра в области биомедицинских наук, инженерии или аналогичных дисциплин. Степень бакалавра в аккредитованном колледже позволяет вам получить фундаментальные знания в области инженерных и биомедицинских наук. Многие инженеры имеют степень магистра или выше в своей области, но требования к ученой степени могут варьироваться в зависимости от должности. Чтобы получить стажировку, волонтерскую работу или лицензии FE и PE, инженеры должны иметь степень бакалавра или в настоящее время учиться по программе бакалавриата.

Высшее образование

Должности в области нейроинженерии часто требуют более высокого образования, чем другие должности в области биомедицинской инженерии. Как зарождающаяся прикладная наука, эта область требует значительной глубины специализированного образования. Университеты быстро разрабатывают программы в этой области, и степень магистра наук в области нейронной инженерии может дать вам соответствующее образование и полномочия. Однако, если вас интересуют исключительно исследовательские должности, вы можете получить докторскую степень в области нейронной инженерии.

производственная практика

Многим работодателям в области нейронной и биомедицинской инженерии требуется некоторый опыт работы в отрасли. Стажировки предоставляют хорошую возможность получить этот первоначальный опыт. Они могут быть платными или бесплатными, но все они обеспечивают непосредственный практический инженерный опыт и возможность работать вместе с опытным инженером. Общество биомедицинской инженерии (BMES) предлагает множество стажировок и волонтерских программ для получения опыта в отрасли.

лицензия ИП

Инженеры обычно имеют лицензию FE или Fundamentals of Engineering от Совета по аккредитации инженеров и технологий (ABET). Национальное общество профессиональных инженеров (NSPE) также предлагает лицензирование. Лицензия Fundamentals of Engineering доказывает, что вы обладаете базовыми знаниями в области инженерии и можете применять эту дисциплину в рабочей среде. Потенциальные инженеры сдают письменный экзамен, чтобы получить лицензию FE, но в каждом штате действуют разные требования к лицензированию инженеров. Обязательно ознакомьтесь с местными правилами.

лицензия ЧП

Инженеры возвращаются на место получения лицензии после выполнения определенных критериев для сдачи экзамена PE или Принципов инженерии. Для этого экзамена требуется четырехлетняя степень, сдача экзамена FE и не менее четырех лет обучения по лицензированному PE. Экзамен определяет ваше владение инженерными принципами и проверяет ваши отраслевые знания. Сдача этого экзамена позволяет вам подать заявку на получение инженерной лицензии и практиковать в вашем штате.

Обратите внимание, что ни одна из компаний, упомянутых в этой статье, не связана с компанией Indeed.