mewnblaniad ymennydd yn rheoli fraich robotig – gyda grym o feddwl

Brain implant controls robotic arm – with the power of thought

 

Powered by Guardian.co.ukMae'r erthygl hon yn dwyn y teitl “mewnblaniad ymennydd yn rheoli fraich robotig – gyda grym o feddwl” Ysgrifennwyd gan Hannah Devlin, gohebydd gwyddoniaeth, ar gyfer The Guardian ar ddydd Iau 21 Mai 2015 18.31 UTC

Erik Adeiledig, Americanaidd 34-mlwydd oed, wedi gallu symud ei freichiau neu goesau am fwy na degawd, ers ergyd clwyf ei adael barlysu o'i wddf i lawr. Hyd yn oed nawr, ei fod yn colli y pethau bychain.

"Rwyf am fod yn gallu yfed fy cwrw hun – i allu cymryd diod wrth fy mhwysau, pan fyddaf eisiau cymryd llymaid allan o fy cwrw ac i beidio gorfod gofyn i rywun ei roi i mi,"Meddai. "Fi 'n sylweddol colli annibyniaeth honno."

Roedd Sorto ddiweddar gallu cyflawni nod hwn, pan ddaeth y person cyntaf yn y byd i fod â dyfais niwro-prosthetig mewnblannu mewn rhanbarth o'r ymennydd lle mae bwriadau yn cael eu gwneud.

Dim ond trwy feddwl am y peth, Sorto yn gallu rheoli braich robotig i yfed o botel gan ddefnyddio gwellt, perfformio ystum-ysgwyd llaw llyfn, a hyd yn oed chwarae "roc, papur, siswrn ".

Mae'n disgrifio yn dod â gallu rheoli y fraich robotig yn uniongyrchol fel fel "profiad y tu allan i'r corff".

"Roeddwn i eisiau i ddim ond rhedeg o gwmpas ac yn uchel-pump pawb,"Meddai ar ôl y treial labordy.

Mae'r ymlaen llaw, sy'n cymylu'r ffin rhwng dyn a pheiriant, codi'r posibilrwydd o gleifion ag anafiadau sbinol yn gallu rheoli ddi-dor aelodau robotig neu siwtiau corff hyd yn oed cyfan yn y dyfodol.

Yn flaenorol, mae gwyddonwyr wedi dangos technoleg debyg yn llwyddiannus mewn amputees, lle mae'r llinyn asgwrn y cefn a'r system nerfol yn aros yn gyfan. Mae hyn yn golygu y gall ysgogiadau trydanol yn cael eu darllen o nerfau yn y fraich ac yn eu defnyddio i reoli prosthetig. Yn achos claf anaf i'r cefn, Fodd bynnag,, Mae angen ddatgodio uniongyrchol o'r ymennydd y signalau.

Gwneud smwddi gan ddefnyddio rheolaeth ymennydd a braich robotig. Fideo: Spencer Kellis, cylchgrawn Science

Hyd yn hyn, mae gwyddonwyr wedi canolbwyntio ar cortecs modur yr ymennydd, sy'n cynhyrchu signalau trydanol sy'n cael eu hanfon i lawr y llinyn y cefn ac yn rheoli'r cyfangiadau pob symudiad cyhyrol.

Fodd bynnag, yr canlyniadol niwro-prostheteg, sydd wedi cael eu treialu ar lond dwrn o gleifion, symudiadau a gynhyrchir a gafodd eu gohirio ac jerky: nid yw'r ystumiau llyfn ac yn ymddangos yn awtomatig yn gysylltiedig â symudiad naturiol.

Yn y treial diweddaraf, gwyddonwyr mewnosod mewnblaniadau i'r rhanbarth ymennydd "uwch", Gelwir y cortecs parwydol posterior (PPC), sy'n arwain at y bwriad i symud, yn hytrach na'r manylion am sut rydym yn gweithredu y symudiadau.

richard Andersen, a arweiniodd y treial yn California Sefydliad Technoleg, Dywedodd: "Pan fyddwch yn symud eich braich, ydych ddim wir yn meddwl am pa gyhyrau at activate a manylion y symudiadau – megis lifft y fraich, ymestyn y fraich, fanteisio ar y cwpan, cau'r llaw o amgylch y cwpan, ac yn y blaen. Yn lle hynny, ydych yn meddwl am y nod y mudiad, er enghraifft, 'Rwyf am i godi'r y cwpan o ddŵr.' "

Drwy datgodio fwriad gwirioneddol person, y gwyddonwyr yn gallu gwneud yn well wrth gyflawni eu nod.

Roedd Sorto saethu yn y gwddf yn oed o 21, ar adeg pan oedd yn cymryd rhan mewn gweithgarwch gang. Ers hynny mae wedi ennill gradd coleg ac yn awr yn gwasanaethu fel mentor cyfoedion i eraill sydd wedi dioddef anafiadau llinyn y cefn, ond mae'n dibynnu ar eraill am unrhyw symudiad mae angen iddo wneud.

Ar ôl cofrestru i gymryd rhan yn yr ymchwil, Cafodd Sorto lawdriniaeth yn 2013, yn ystod y mae'n oedd pâr o araeau electrod bach mewnblannu mewn dwy ran o'r PPC - un sy'n rheoli cyrhaeddiad ac un arall sy'n rheoli gafael.

Mae pob arae pedwar-wrth-pedwar-milimetr cynnwys 96 electrodau, pob un cofnodi gweithgaredd o niwronau unigol. Mae'r araeau yn cael eu cysylltu gan gebl i system o proseswyr cyfrifiadurol sy'n dadgodio bwriad yr ymennydd ac yn droi hyn yn symudiadau y fraich robotig.

Ar ôl gwella o lawdriniaeth, brofi Sorto ei allu i reoli'r fraich yn y labordy, rhywbeth a ddisgrifiodd fel rhyfeddol o hawdd.

“It was a big surprise that the patient was able to control the limb on day onethe very first day he tried,” said Andersen. “This attests to how intuitive the control is when using PPC activity.”

How different arms work

Following several weeks of training, Sorto learnt to control a computer cursor, drink from a bottle using a straw and make a hand-shaking gesture.

In a video, from one of the sessions, he beams with joy after successfully taking a sip of a drink and exclaims “that’s so awesome!", while raising the black prosthetic arm aloft in a triumphant gesture.

“This study has been very meaningful to me,” said Sorto. “It gives me great pleasure to be part of the solution for improving paralysed patients’ lives. I think that if it were safe enough, I would really enjoy grooming myselfshaving, brushing my own teeth. That would be fantastic.”

“We are at a point in human research where we are making huge strides in overcoming a lot of neurologic disease,” said neurologist Christianne Heck, of the University of Southern California. “These very important early clinical trials could provide hope for patients with all sorts of neurologic problems that involve paralysis such as stroke, brain injury, ALS and even multiple sclerosis.”

Andersen and colleagues are now refining the technology so that is could eventually allow patients to perform finer motor skills. Er mwyn gwneud hyn, they believe it will be necessary to create a prosthetic that provides sensory feedback from the robotic arm to the brain, rather than the system working as a one-way stream.

“To really do fine dexterous control, you also need feedback from touch,” said Andersen. “Without it, it’s like going to the dentist and having your mouth numbed. It’s very hard to speak without somatosensory feedback.”

guardian.co.uk © Guardian News & Media Limited 2010

Cyhoeddwyd drwy'r Guardian News Feed plugin ar gyfer WordPress.