Gehirn-Implantat hilft Paralysed Man

Brain Implant Helps Paralysed Man

Wegweisende neuronale Bypass erlaubt im Gehirn-Chip-Signale an die Muskeln am Handgelenk zu senden und Finger, was es möglich macht, eine Karte zu streichen und zu spielen Guitar Hero


Angetrieben durch Guardian.co.ukDieser Artikel mit dem Titel “Gehirn-Implantat hilft Gelähmten Teil Kontrolle über seine Hand wieder” wurde von Ian Probe Wissenschaft Editor geschrieben, für theguardian.com am Mittwoch, 13. April 2016 17.00 Koordinierte Weltzeit

Ein 24-jähriger Mann, der vor einem Unfall 6 Jahre gelähmt hat eine gewisse Kontrolle über seine Hand unter Verwendung eines Implantats wieder, die Signale von seinem Gehirn direkt an die Muskeln sendet, die sein Handgelenk und Finger bewegen.

Bekannt als ein neuronales Bypass, das Implantat ermöglicht Ian Burkhart eine Kreditkarte Swipe, spielen das Videospiel, Gitarren Held, und Aktionen wie Kommissionierung eine Flasche und gießt den Inhalt, hält ein Telefon ans Ohr, und Rühren eine Tasse. Er ist die erste Person, von der Technologie profitieren.

Burkhart, von Dublin, Ohio, am Strand Urlaub war das Ende seines ersten Jahres in der Schule zu feiern, wenn er in eine Welle getaucht, die ihn auf einen versteckten Sandbank abgeladen. Er war 19, extrem unabhängig, und hatte nie in Betracht gezogen, dass ein solcher Unfall schlagen könnte ihn nach unten.

Die Wucht des Aufpralls schnappte Burkhart den Hals an der C5-Ebene. Er konnte immer noch seine Arme zu einem gewissen Grad bewegen, aber seine Hände und Beine waren nutzlos. Freunde zogen ihn aus dem Wasser und schlug Alarm. Zufällig, ein Off-Duty-Feuerwehrmann war am Strand und Sanitätern genannt.

Burkhart hatte Therapie für die Verletzung mit einem Team von Ärzten an der Ohio State University. Von Anfang an, er war zuversichtlich, dass Fortschritte in der Medizintechnik würde seine Lebensqualität verbessern. Er sagte dem Team, das er interessierte sich für Forschung und bereit, an Studien mit neuen Technologien zu nutzen.

Die Ohio Forscher haben ihre Hände auf einem neuronalen Bypass von einer Wohltätigkeits entwickelt genannt Battelle und bot Burkhart die Möglichkeit, das Implantat zu haben angebracht. "Das war die Millionen-Dollar-Frage: wollen Sie eine Gehirnoperation oder etwas, das Sie nicht profitieren können. Es gibt eine Menge von Risiken,", Sagte Burkhart. "Es war sicherlich etwas, was ich schon seit geraumer Zeit zu überlegen, hatte. Aber nach einem Treffen mit dem ganzen Team und alle Beteiligten, Ich wusste, dass ich in guten Händen. "

Er ging voran und Chirurgen ausgestattet ordnungsgemäß ein winziger Computerchip in den motorischen Kortex des Gehirns. Hier, nahm der Chip elektrische Signale von dem Teil des motorischen Kortex auf, die Handbewegungen steuert.

Ein winziger Chip im motorischen Cortex des Gehirns nimmt elektrische Signale auf, die Handbewegung zu steuern.
Eine speziell Hülse auf dem Unterarm empfängt Signale von einem winzigen Chip im motorischen Cortex des Gehirns, die Handbewegung ermöglicht. Foto: Ohio State University Wexner Medical Center / Battelle

Der Flaum von Gehirnaktivität wird in einen Computer eingespeist und umgewandelt in elektrische Impulse, die das verletzte Rückenmark umgehen und eine Verbindung zu einer Hülse, die Burkhart auf seinem Unterarm trägt. Von dort, 130 Elektroden, die Impulse durch die Haut an die Muskeln senden unter, wo sie kontrollieren Handgelenk und sogar separate Fingerbewegungen. Die Muster der Signale sind so abgestimmt, um die Bewegungen zu erzeugen Burkhart denkt über die Herstellung.

Es brauchte Zeit, zu lernen, wie das Gerät zu benutzen. Zu Ende 15 Monaten, Burkhart verbrachte eine Woche bis drei Sitzungen bis zu lernen, wie seine Handbewegungen zu steuern.

"Am Anfang hätten wir eine kurze Session zu tun und ich würde geistig erschöpft fühlen und erschöpft, wie würde ich in einer sechs oder 7 Stunden Prüfung gewesen. Für 19 Jahre meines Lebens habe ich es für selbstverständlich: Ich denke und meine Finger bewegen. Aber mit mehr und mehr der Praxis wurde es viel einfacher. Es ist die zweite Natur. "

"Das erste Mal zog ich meine Hand, Ich hatte das Flackern der Hoffnung zu wissen, dass dies etwas ist, was Arbeit ist, Ich werde wieder in der Lage, meine Hand zu benutzen. Jetzt sofort, es ist nur in einer klinischen Umgebung, aber mit genug Menschen daran zu arbeiten, and enough attention, it can be something I can use outside of the hospital, at my home and outside my home, and really improve the quality of my life,", Sagte er.

Burkhart performed the first movements using thoughts alone in 2014, but has since learned more complex actions and more precise control over his hand and fingers. Details of the latest results are published in Natur.

Special software is able to decode Burkhart’s thoughts and convert them into electrical signals in his hand, bypassing the damaged nerves in his spine

“It was an amazing moment for the team,” said Ali Rezai, a neurosurgeon at Ohio State’s Wexner Medical Center, recalling Burkhart’s first hand movements. But at the time, his control allowed for only basic movements. “A few seconds after the amazement, we said OK, we have much more work to do here.” The team set to work on turning the rough movements into precise, useful actions.

Chad Bouton, who helped create the device, said the study marked the first time a person living with paralysis had regained movement using signals recorded from within the brain. “We think this is an important result as we try and pave the way for other patients in the future, not only those with spinal injuries, but also those that have experienced a stroke, and potentially even traumatic brain injury,", Sagte er.

“We were not sure if this would be possible,” Bouton added. “Not only were we able to find those signals in the brain and decipher them for individual finger movements, but we were able to link those signals to Ian’s muscles and allow that kind of movement to be regained. This is important for daily activities, such as feeding, and having the patient be able to clothe themselves.”

The researchers are now looking at a host of improvements that should make the system more portable and possible to use outside the hospital. Brain signals picked up by the implant could potentially be sent wirelessly to the computer for processing, and onwards to the forearm sleeve to stimulate the muscles. Another improvement could see more electrodes added to the brain chip, so more subtle signals can be detected and passed on to the patient’s muscles.

“Ten years ago we couldn’t do this. Imagine what we can do in another 10,” said Rezai.

Nick Annetta, an electrical engineer on the team, said the team was working to make the system smaller and useful for a broader range of patients. “This could be applied to other motor impairments, not just spinal cord injuries,", Sagte er. “We think this is just the beginning.”

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