Paralizēta vīrieša roka, kas savienota ar vadu, lai uztvertu smadzeņu signālus

Ohaio štata Case Western Reserve universitātes zinātnieki saka, ka viņi ir izmantojuši elektroniku, lai apietu paralizēta vīrieša mugurkaula traumu, ļaujot viņam izmantot implantu smadzenēs, lai pārvietotu roku un roku.

Paralizēts brīvprātīgais Ohaio štatā kontrolē savas rokas virtuālu simulāciju, izmantojot divus smadzeņu implantus.

Tests ir pirmā reize, kad smadzenēs savāktie signāli tiek nodoti tieši uz elektrodiem, kas ievietoti kāda cilvēka rokās, lai atjaunotu kustību, saka Roberts Kiršs, Case Western biomedicīnas inženieris. Viņš arī vada Klīvlendas FES centru, kas izstrādā tehnoloģijas cilvēkiem ar paralīzi.

Projekts, kas šodien tika aprakstīts Neiroloģijas biedrības sanāksmē Čikāgā, ir solis ceļā uz bezvadu sistēmu, kas spēj pārraidīt smadzeņu signālus pa gaisu uz elektroniku, kas iešūta paralizētu cilvēku ekstremitātēs, tādējādi atjaunojot spēju veikt vienkāršas ikdienas darbības. uzdevumus.

Cilvēki, kas ir pazīstami ar pētījuma rezultātiem, teica, ka brīvprātīgā kustības joprojām ir raupjas un nav labi koordinētas. Tā nav plūstoša dabiska kustība, piemēram, jūs paņemat kafijas tasi, lai to izdzertu, saka Džons Donogjū, viens no programmas vadītājiem. BrainGate , konsorcijs, kas izstrādā smadzeņu un datoru saskarnes un ietver Case Western komandu. Taču fakts, ka viņi lika cilvēkam kontrolēt savu ķermeni, īpašā veidā stimulēt muskuļus, lai tie kustētos, un darīt to no neliela smadzeņu pleķīša, ir neticami.

Jūtas elektrodu masīvā ir 96 silīcija adatas, kas reģistrē smadzeņu iekšējos neironu elektriskos impulsus.

Brīvprātīgie smadzeņu implantu pētījumos iepriekš ir pārvietojuši datora kursorus un kontrolējuši robotu rokas. Pagājušajā gadā cits Ohaio štatā vīrietis ar daļēju roku paralīzi saņēma smadzeņu implantu un varēja garīgi atver un aizver roku izmantojot ārējo elektrodu sloksnes, kas novietotas ap viņa apakšdelmu. Šos centienus, ko sauc par Neurobridge, vada Ohaio štata universitāte un Batelles memoriālais institūts.

Case Western projekts iet soli tālāk, jo jaunajam brīvprātīgajam ir mugurkaula trauma, kas neļauj viņam vispār kustināt rokas. Mērija Baketa, FES centra pārstāve, sacīja, ka dalībnieces identitāte vēl netiek publiski izpausta.

Bolu Ajiboye, Case Western pētnieks, kurš šodien Čikāgā iepazīstināja ar komandas datiem, saka, ka pirms deviņiem mēnešiem ķirurgi brīvprātīgā motoriskajā garozā implantēja divus silīcija elektrodu ķekarus, ko sauc par Jūtas blokiem. Tā ir smadzeņu daļa, kurā tiek plānotas kustības. Vadi no katra bloka iziet no galvaskausa caur metāla pieslēgvietām un savienojas ar datoriem, kas interpretē signālus.

Lai pabeigtu vīrieša muguras smadzeņu bojājumu, ārsti pēc tam brīvprātīgā labajā rokā un plaukstā ievietoja vairāk nekā 16 smalkus vadus. Elektriskie impulsi, kas tiek nosūtīti uz šiem elektrodiem, izraisa dažādu muskuļu kontrakciju, radot kustību plecos, elkoņos un plaukstas locītavā, kas pazīstama kā funkcionālā elektriskā stimulācija vai FES.

Pēc Kirša teiktā, brīvprātīgais spēj ļoti precīzi kontrolēt savas savienotās rokas datorsimulāciju, izmantojot savus smadzeņu signālus. Īstās rokas pārvietošana smadzeņu kontrolē ir izrādījusies grūtāka. Virtuālā iestatīšana ir ideāla, tā dara to, ko viņš saka, bet FES sistēmai ir jāizmanto viņa hroniski paralizētā roka, saka Kiršs. Viņš sacīja, ka vīrietis ir bijis paralizēts tik ilgi, ka viņa muskuļi ir vāji un atrofēti.

FES elektrodu izmanto, lai stimulētu muskuļus un radītu kustību paralizētu cilvēku ekstremitātēs.

Centieni apvienot smadzeņu un datoru saskarnes ar FES sistēmām sākās pirms 20 gadiem. 1998. gada eksperimentā, kas tika veikts arī Case Western, brīvprātīgais Džims Jatičs izmantoja signālus, kas savākti no EEG vāciņa, ko viņš nēsāja virs galvas, lai iedarbinātu agrīnu FES ierīci, kas pazīstama kā Freehand, kas atvēra un aizvēra viņa roku, izmantojot stimulatorus (skat. Mind over Muscles un atkal paralizēts). Šai ierīcei bija nepieciešams tikai vienkāršs ieslēgšanas/izslēgšanas signāls, ko Jatich spēja ģenerēt, modulējot savu EEG vilni.

Implanti, kas ievietoti saskarē ar smadzeņu motorisko garozu, var iegūt daudz detalizētāku informāciju, tostarp aplēses par to, par kādām ekstremitāšu kustībām cilvēks domā. Eksperimentos, kuros izmantoja robotu rokas, dažiem brīvprātīgajiem ir izdevies pārvietot un sakraut objektus (skatiet Domas eksperimentu). Zinātnieki tagad cenšas izveidot līdzīgu vai labāku kontroli pār cilvēka paša ekstremitātēm.

Vīzija ir tāda, ka cilvēks staigātu pa istabu un darītu normālas lietas, saka Donoghue. Bet tā ir vīzija ar daudziem soļiem, pirms tas notiek.

Paralizētiem cilvēkiem praktisks risinājums nevar būt pietiekami drīz. Ohaio štata pētījuma dalībnieks Ians Burkharts saka, ka viņš joprojām strādā ar pētniekiem trīs dienas nedēļā, praktizējot mazāku objektu paņemšanu. Ja es varētu paņemt līdzi uz mājām sistēmu, kuru pašlaik lietoju, es to darītu vienā sirdspukstā, saka 24 gadus vecais jaunietis, kurš cieta negadījumā peldēšanā. Tam ir ierobežojumi, taču tos viegli atsver ieguvums, ko sniedz iespēja kaut ko satvert un pārvietot.

paslēpties