Мозг імплантата кантралюе рабатызаваную руку – з сілай думкі

Brain implant controls robotic arm – with the power of thought

 

Працуе на Guardian.co.ukГэты артыкул пад назвай “Мозг імплантата кантралюе рабатызаваную руку – з сілай думкі” была напісана Ханна Девлін, навуковы карэспандэнт, для The Guardian ў чацвер 21 мая 2015 18.31 Універсальны Глабальныя ЧАС

Эрык Убудаваны, 34-гадовы амерыканец, не змагла паварушыць рукамі ці нагамі на працягу больш за дзесяць гадоў, так як агнястрэльнае раненне пакінуў яго паралізавала ад шыі ўніз. нават цяпер, ён прапускае маленькія рэчы.

"Я хачу, каб мець магчымасць піць сваё ўласнае піва – каб мець магчымасць выпіць у сваім уласным тэмпе, калі я хачу, каб зрабіць глыток з майго піва і не мець каго-то прасіць, каб даць мне,"Сказаў ён. "Я вельмі сумую, што незалежнасць."

Гатункамі нядаўна быў у стане выканаць гэтую задачу, калі ён стаў першым чалавекам у свеце, каб мець нейра-Пратэз імплантуюць ў галіне галаўнога мозгу, дзе зроблены намеры.

Проста думаць пра гэта, Гатунак быў у стане кіраваць рабатызаваных рукой, каб піць з бутэлькі, выкарыстоўваючы салому, выканаць плыўны поціскаў рукі жэст, і нават гуляць у "рок, папера, нажніцы ".

Ён апісвае прынесці магчымасць непасрэдна кіраваць рабатызаваных рукой, як напрыклад, "Аўт з цела вопыту".

"Я хацеў, каб проста бегаць і высока пяць ўсе,"Сказаў ён пасля Лабараторныя выпрабаванні.

прасоўванне, які размывае мяжу паміж чалавекам і машынай, павышае перспектывы пацыентаў з траўмамі спіннога мозгу ў стане лёгка кіраваць рабатызаваных канечнасці ці нават цэлыя касцюмы цела ў будучыні.

папярэдне, Навукоўцы паспяхова прадэманстравалі аналагічную тэхналогію ў ампутаваных, дзе спінны мозг і нервовую сістэму застаюцца некранутымі. Гэта азначае, што электрычныя імпульсы могуць быць прачытаныя з нерваў ў руку і выкарыстоўваць для кіравання пратэзам. У выпадку спіннога пацыента траўмы, аднак, сігналы павінны быць расшыфраваныя непасрэдна з галаўнога мозгу.

Стварэнне сэрцаеда з дапамогай кантролю мозгу і рабатызаваных руку. відэа: Спенсер Kellis, навуковы часопіс

да гэтага часу, Навукоўцы засяродзіліся на маторнай кары галаўнога мозгу, які генеруе электрычныя сігналы, якія пасылаюцца ўніз спіннога мозгу і кіруюць скарачэннямі кожнага цягліцавага руху.

Аднак, атрыманыя ў выніку нейра-пратэзавання, якія былі апрабаваныя на некалькіх пацыентаў, вырабленыя руху, якія былі затрыманыя і сутаргавыя: а не гладкія і, здавалася б, аўтаматычныя жэсты, звязаныя з натуральным рухам.

У апошнім выпрабаванні, Навукоўцы ўстаўляюць імплантаты ў «вышэйшай» вобласці мозгу, называецца задняй цемянной кары галаўнога мозгу (КПП), што прыводзіць да намеры рухацца, а не дэталі таго, як мы выконваем руху.

Рычард Андэрсан, які вёў судовы працэс у Каліфарнійскі тэхналагічны інстытут, сказаў: "Калі вы рухаеце рукой, вы сапраўды не думаць пра тое, якія мышцы, каб актывізаваць і дэталі руху – такіх, як падняць руку, падоўжыць руку, схапіць кубак, зачыніце рукой вакол кубкі, і гэтак далей. Замест, вы думаеце пра мэты руху, напрыклад, "Я хачу, каб забраць гэтую кубак вады."

Декодируя фактычнае намер чалавека, навукоўцы змаглі зрабіць лепш у дасягненні сваёй мэты.

Гатунак быў забіты стрэлам у шыю ва ўзросце 21, у той час, калі ён прымаў удзел у дзейнасці банды. З тых часоў ён атрымаў вышэйшую адукацыю і цяпер служыць у якасці настаўніка для аднагодкаў іншых людзей, якія пацярпелі траўмы спіннога мозгу, але належыць на іншых для любога руху, якое ён павінен зрабіць.

Пасля рэгістрацыі, каб прыняць удзел у даследаванні, Гатункамі перанёс аперацыю ў 2013, падчас якога ён меў пару маленькіх матрыц электродаў, імплантаваны ў двух частках КПП - адзін, які кантралюе ахоп і іншы, які кантралюе разуменне.

Кожны масіў чатыры на чатыры міліметра ўтрымлівае 96 электроды, кожная запіс актыўнасці асобных нейронаў. Масівы злучаныя кабелем да сістэмы кампутарных працэсараў, дэкадуе намер мозгу і ператварыць гэта ў рухах рукі робата.

Пасля таго, як аднаўляецца пасля аперацыі, Гатункамі праверыў яго здольнасць кантраляваць руку ў лабараторыі, тое, што ён апісаў, як дзіўна лёгка.

"Гэта было вялікай нечаканасцю, што пацыент быў у стане кантраляваць канечнасць на адзін дзень – у першы ж дзень ён паспрабаваў,"Сказаў Андэрсан. "Гэта сведчыць аб тым, як інтуітыўны элемент кіравання пры выкарыстанні PPC актыўнасці."

Чым адрозніваецца праца над узбраеннямі

Пасля некалькіх тыдняў трэніровак, Гатункамі навучыліся кіраваць кампутарам курсор, піць з бутэлькі, выкарыстоўваючы салому і зрабіць ручной ўстрэсвання жэст.

У відэа, ад адной з сесій, ён пучках з радасцю пасля таго, як паспяхова робячы глыток напою і усклікае ", што з'яўляецца настолькі дзіўным!", пры павышэнні чорны пратэз рукі ўвысь у пераможным жэстам.

"Гэта даследаванне было вельмі значным для мяне,"Указаную Убудаваны. "Мне дастаўляе вялікае задавальненне быць часткай рашэнні для паляпшэння жыцця паралізаваным пацыентаў. Я думаю, што калі б гэта было дастаткова бяспечна, Я б сапраўды атрымліваць асалоду ад песціць сябе – галенне, чышчу ўласныя зубы. Гэта было б фантастычным ".

"Мы знаходзімся ў кропцы, у чалавечым даследаванняў, дзе мы робім велізарныя поспехі ў пераадоленні шмат неўралагічных захворванняў,"Сказаў неўролаг Christianne Хека, з Універсітэта Паўднёвай Каліфорніі. "Гэтыя вельмі важныя раннія клінічныя выпрабаванні маглі б даць надзею пацыентам з рознага роду праблемамі неўралагічнага, якія ўключаюць параліч, такія як інсульт, чэрапна-мазгавая траўма, ALS і нават рассеяны склероз ".

Андэрсан і яго калегі ў цяперашні час адпрацоўкі тэхналогіі так, што ў канчатковым рахунку можа дазволіць пацыентам выконваць навыкі драбней маторныя. для гэтага, яны лічаць, што неабходна будзе стварыць пратэз, які забяспечвае сэнсарную зваротную сувязь ад рабатызаваных рукі да мозгу, а не сістэма працуе ў якасці аднанакіраваныя патоку.

"Для таго каб сапраўды зрабіць тонкую спрытны кантроль, Вам таксама патрэбна зваротная сувязь ад дотыку,"Сказаў Андэрсан. "Без яго, гэта як ісці да стаматолага і, рот анямеў. Гэта вельмі цяжка казаць без зваротнай сувязі соматосенсорной ".

guardian.co.uk © Захавальнік Навіны & Media Limited 2010

Апублікавана з дапамогай Захавальнік Стужка навін Убудова для WordPress.