Bionic Arm Napaa Uuden Osan Aivoista Luonnollisiin Liikkeisiin

{h1}

Uusi proteettinen käsivarsi voidaan liittää osaksi aivojen osaa, joka suunnittelee liikkeitä ennen kuin lihakset tekevät niistä, jolloin henkilö saa paremman hallinnan raajan yli.

Mielenhallinnolliset proteesit ovat olleet todellisia muutamia vuosia, mutta tutkijat eivät ole löytäneet keinoja antaa ihmisille, jotka käyttävät heitä samanlaista, sileää moottorisäätöä, jota ihmiset ovat yli luonnolliset raajansa.

Tutkijat kertoivat, että jäsenet ovat ratkaisseet osan sileän moottorinohjauksen ongelmasta yhdistämällä keinotekoisen raajan toiseen aivoon. Aikaisemmat mallit mielenhallinnassa oleville proteeille liittävät keinotekoisen raajan joko henkilön kehityskorokseen tai yksilön esivaihtelukudokseen, jotka molemmat kääntävät signaaleja aivoista raajoihin.

Tällä kertaa yhteydet robotiikan varteen johdettiin potilaan posterior parietaalinen aivokuori, joka sijaitsee pään puolella lähellä korvan.

"[Posterior parietal cortex] muodostaa alustavat suunnitelmat liikkeiden tekemiseen", sanoo Kalifornian teknillisen korkeakoulun neurotieteiden professori Richard Andersen ja yksi uuden proteesin kehittäjistä. Esimerkiksi kun henkilö päättää tarttua kahvikupiin, posteriorinen parietaalikudos hahmottelee liikkumisvaiheet, niin moottorikuorot kääntävät suunnitelman todellisiksi signaaleiksi, jotka lähetetään varren tiettyihin osiin.

Tutkijat käyttivät signaaleja posteriorisesta parietaalikudoksesta "poimimaan kohteen tarkoitusta", Andersen kertoi WordsSideKick.com. "Sen sijaan, että haluan hallita lihaksia, voimme käyttää älykkäävää robotiikkaa käsittelemään hienot yksityiskohdat liikkuvuudesta, jonka henkilö haluaa tehdä.

Tutkijat kertoivat lehdessä toukokuussa julkaistussa raportissa, miten he yhdisti yhden potilaan, Erik G. Sorton, posteriorisen parietaalisen aivokuoren tietokoneeseen, joka toimi eräänlaisena keinotekoisena moottorikorttina. Tietokone käytti spesifisiä signaaleja parietaalikuoresta sen havaitsemiseksi, minkälaisen liikkeen Sorto aikoi tehdä ja sitten käännä tämä signaaliin robotin käsiin. [Video: Tetraplegic Potilas Controls Robottinen raaja hänen Brain]

Tutkijoiden videossa Sorto käytti käsiään palvelemaan itseään olutta.

Erik Sorto antoi itselleen drinkin ensimmäistä kertaa kymmenessä vuodessa,

Erik Sorto antoi itselleen drinkin ensimmäistä kertaa kymmenessä vuodessa, "Projektilla on ollut valtava ero elämässäni. Minulla on suuri ilo olla osa ratkaisua parantuneiden potilaiden elämän parantamiseen. "

Luottamus: Spencer Kellis ja Christian Klaes / Caltech

Sortan kykyä juoda sämpylää johtui siitä, että parietaksen aivokuoren signaalit kertoivat tietokoneelle, jonka Sorto halusi tehdä, ja tietokone voisi tasoittaa keinotekoisen käden liikkeitä niin, että ne muistuttavat todellinen käsi. Muut aivoihin kytketyt bioniset käsivarret ovat pyrkineet dekoodaamaan yksittäisten liikkeiden mukana olevat moottorisignaalit, kuten yrittää nostaa käsiä kuvittelemalla yksittäisiä lihasyrityksiä, mutta uudessa proteesissa tietokone katseli koko kuvan siitä, mitä Sorto aikoi tee - vain "saat oluen", Andersen sanoi.

Sorto ei voi ottaa käsiään kotiin ja käyttää sitä päivittäin vain vielä - proteesi lepää vielä laboratoriossa pöydälle lisätutkimusta varten. Mutta Anderson sanoi, että hän toivoo, että tutkijat saavat hyväksynnän, jotta Sorto voi käyttää sitä laboratoriossa.

Andersen työskentelee kahden muun Yhdysvalloissa olevan potilaan kanssa, joilla on myös proteesit, jotka sisältävät hermosimplantteja. Yksi saa jopa palautetta käsivarresta - kosketuksen tunne, Andersen sanoi. Uuden proteesin osalta ei ole vielä selvää, millainen tällainen käsitys voisi "tuntua" kuin käyttäjälle, koska siinä on monia osia, jotka menevät ihmisen käsitykseen omasta kehosta. Mutta on tärkeää, että bioniset raajat palautetaan toimimaan oikein. "Jos anestetisoit sormesi, löydät hienon moottorinohjauksen vaikeaksi", hän sanoi.

Dan Moran, biolääketieteellisen tekniikan apulaisprofessori Washingtonin yliopistossa St. Louisissa, sanoi olevansa hieman epäilevä siitä, että uusi proteesi tuotti hienompaa moottorinohjausta kuin jo kehitetyt menetelmät bionisten käsivarsien liittämiseksi moottori- ja premotoriaiskarkeilla.

Mutta uusi proteesi onnistui siinä, että "ne dekoodaavat sekä [liikkeen] liikerataa", että liikkuvuuden tavoite, sanoi Moran, joka tutkii moottorinohjausta ja proteeseja mutta ei osallistunut uuteen tutkimukseen. Uudessa proteesissa "mikä on erilainen on käytetty aivojen alue: [posterior parietal cortex] verrattuna premotoriin", hän sanoi.

Krishna Shenoy, sähkötekniikan professori, joka opiskelee Stanfordin hermosuspensioita, oli innostunut uudesta proteesista. "Tämä on selvästikin ensimmäinen [ihmisen] posteriorisen parietaalisen aivokuoren tallenteet, kun proteesien käyttöön tarkoitetut signaalit täytetään," hän sanoi. "On tärkeää tutkia monia aivoalueita potentiaalista käyttöä varten proteeseissa, koska eri alueilla voi olla erilaisia ​​etuja."

"Tämä on erinomainen esimerkki tästä tärkeästä biolääketieteestä ja -tekniikan tutkimuspolusta toiminnassa", Shenoy sanoi.

Andersen ilmoitti aikovansa jatkaa järjestelmän jalostamista. Toinen vaihe on antaa potilasohjaus yksittäisille numeroille.

Lopulta jotkut tekniikan yhdistelmät saattavat tehdä bionisia aseita todellisuudeksi monille potilaille. "[Sorto] oli iloisesti yllättynyt elämänlaadun kasvusta", Andersen sanoi.

Tutkimus ilmestyy lehden toukokuun 22 numerossa tiede.

Seuraa WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Alunperin julkaistu WordsSideKick.com.


Video Täydentää: .




FI.WordsSideKick.com
Kaikki Oikeudet Pidätetään!
Jäljentämistä Materiaalien Sallittu Vain Prostanovkoy Aktiivinen Linkki Sivustoon FI.WordsSideKick.com

© 2005–2019 FI.WordsSideKick.com