211service.com
Pacients izrāda jaunu veiklību ar prāta kontrolētu robota roku
Sieviete, kura ir pilnībā paralizēta zem kakla, ir atguvusi spēju izstiepties un mijiedarboties ar apkārtējo pasauli, pateicoties līdz šim vismodernākajai smadzeņu un datora saskarnei, kas paredzēta robotu rokas vadīšanai.
Februārī ķirurgi implantēja divus četrus milimetrus reiz četrus milimetrus elektrodu blokus dalībnieka motoriskajā garozā, smadzeņu reģionā, kas ierosina kustības. Katrai mikroshēmai ir 96 elektrodi, un tā caur galvaskausu ir savienota ar datoru, kas pārvērš viņas domas signālos robotizētajai rokai. Par darbu, ko veikuši Pitsburgas Universitātes pētnieki, ir ziņots jaunākajā izdevumā Lancete .
Prāta kontrole: Jan Scheuermann vada robotizētu ekstremitāšu protēzi ar savām domām, kuras reģistrē ar elektrodiem viņas smadzenēs un pēc tam interpretē dators.
Darbs ir jaunākais sasniegums, lai parādītu, kā smadzeņu kontrolētā interfeisa tehnoloģija var atjaunot kvadriplegikas kustību. Šā gada maijā Brauna universitātes pētnieki aprakstīja, kā paralizēts pacients var izmantot robotizētu ekstremitāšu pamata uzdevumu veikšanai, tostarp iedzert sev kafiju (skatiet sadaļu Brain Chip Helps Quadriplegics Move Robotic Arms with Their Thoughts ). Jaunā pētījuma dalībnieces smadzenēs ir divreiz vairāk elektrodu nekā sievietei Brauna pētījumā, un viņa var demonstrēt sarežģītākas roku kustības ar savu robotizēto ekstremitāti.
Mēs vairāk atveidojam dabisku un reālistisku rokas un plaukstas kustību, saka Endrjū Švarcs , Pitsburgas universitātes neirozinātnieks un pētījuma vecākais autors.
Tomēr daži eksperti brīdina, ka ir grūti izdarīt secinājumus par tehnoloģijas potenciālu no viena gadījuma.
Migela Nikolelisa viettura attēls , smadzeņu un mašīnu saskarnes pētnieks Djūka universitātē, atzīmē, ka ierakstīšana no vairākiem neironiem ļauj uzlabot savienoto ierīču kustību precizitāti un sarežģītību. Tomēr viņš piebilst, ka ir grūti pateikt, no cik neironiem Pitsburgas komanda patiesībā ierakstīja. Smadzeņu signālam ir maz dokumentācijas, saka Nicolelis Lancete papīrs, kurā aprakstīts darbs. Būtu patiešām lieliski, ja tie būtu sasnieguši 200 neironu atzīmi, taču šķiet, ka par to nav dokumentācijas, viņš saka.
The Lancete Pētījums apraksta sievietes progresu, kad viņa 13 nedēļu laikā operēja ar robotu. Pēc tam, kad elektrodi tika implantēti viņas smadzenēs, viņa sāka trenēties, vērojot rokas kustību un iztēlojoties, ka viņa to kontrolē. Visu laiku dators ierakstīja neironu darbību viņas motoriskajā garozā, un šī informācija tika izmantota, lai labāk atšifrētu viņas nodomus robota rokas kustībās. Tad mēs sākām viņai dot kontroli, saka Dženifera Kolingere , biomedicīnas inženieris Pitsburgā un pirmais pētījuma autors. Tas rada atgriezeniskās saites cilpu — viņa var redzēt, vai tas, ko viņa domā, virza roku pareizajā virzienā vai nē. Galu galā mēs noņēmām šos treniņriteņus un devām viņai pilnīgu kontroli.
Līdz otrajai lietošanas dienai dalībniece varēja patstāvīgi pārvietot roku trīs dimensijās. Praktizējoties, viņa varēja pārvietot kubus un citus priekšmetus ap galdu un pat pacelt divus mārciņas smagus akmeni. Sieviete turpina strādāt ar pētniekiem. Viņa nesen varēja paņemt šokolādes gabaliņu un pabarot sevi, stāsta Švarcs.
Tāpat kā muguras smadzenes, arī pētījumā izmantotajai robotu rokai ir zināma iespēja kontrolēt savu kustību. Gadu pētījumi ar primātiem par to, kā motora garoza koordinē roku kustības, palīdzēja komandai izstrādāt tehnoloģiju, kas varētu pārvērst dalībnieka domas plūstošākās un dabiskākās kustībās. Greguārs Kurtīna , neirozinātnieks Šveices Lozannas federālajā tehnoloģiju institūtā Šveicē.
Kad dzīvnieki pārvietojas, viņi ievēro noteiktus noteikumu kopumus, un izrādās, ka mēs to varam uztvert neironu signālos, ko ierakstām no motorās garozas, saka Švarcs.
Rokai, kas tika izstrādāta saskaņā ar Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūras līgumu, ir 17 motori, kas kontrolē 26 locītavas pasaulē vismodernākajā mākslīgo ekstremitāšu sistēmā. Roka tika izstrādāta tā, lai tā varētu atdarināt cilvēka ekstremitāti, saka Maikls Maklolins, programmas vadītājs Modulārās ekstremitātes protezēšanas projekts , kas atrodas Džona Hopkinsa universitātē Merilendā. Džona Hopkinsa komanda ir izveidojusi sešas no robotizētajām ekstremitātēm, kuras izmanto dažādas pētniecības grupas ASV, saka Makloflins.
Nākamais izšķirošais solis Pitsburgas komandai būs sensoro atgriezeniskās saites iekļaušana protēzē. Rokai ir vairāk nekā 100 sensoru, saka McLoughlin, kas spēj noteikt vibrāciju, spiedienu, temperatūru un daudz ko citu. Komanda arī strādā pie smadzeņu-mašīnas saskarnes bezvadu versijas izstrādes, lai dalībniekiem nebūtu jālec no galvas elektronikai.
Pētnieki arī cer piesaistīt vairāk dalībnieku darbam ar protēzēm un turpināt uzlabot tehnoloģiju, lai kādu dienu laboratorijas dīvainības varētu pārvērst ārstnieciskā lietošanā, saka Švarcs.