Forskere viser hvordan datamaskiner en dag kan omgå ryggmargen

Annonse

Hvis jeg fortalte deg at datamaskiner en dag vil tillate folk som er lam å gå igjen, ville du tro meg? Vel, hvis suksessen til japanske forskere forrige uke er noen indikasjon, er ikke evnen til å kontrollere menneskekroppen med en datamaskin veldig langt nede.

14. august Yukio Nishimura, førsteamanuensis ved National Institute for Physiology Sciences (NIPS), ga ut en pressemelding og sa at forskerteamet med hell hadde opprettet en kunstig forbindelse mellom hjernen og beina til en testperson.

I følge pressemeldingen tappet teamet i det vesentlige ut signal fra hjernen Plugg i hjernen og kroppen din - fremtiden for implanterte datamaskinerMed den nåværende trenden med teknisk innovasjon og avansement, er nå et godt tidspunkt å utforske den moderne teknologien innen datamaskine-menneskelige teknologier. Les mer for bevegelse av armen slik at datamaskingrensesnittet brukes når pasienten beveget armen under gangaktivitet det signalet for å kontrollere en magnetisk stimulator som drev “spinal locomotion center”, noe som muliggjør full etappe bevegelse.

Selv om emnet som ble testet var "nevrologisk intakt", ble de bedt om å holde beina avslappet. Hver gang bypass-datamaskinen ble deaktivert, forble motivets ben stille. Når omkjøringsveien ble aktivert, ville beina bevege seg i tid med bevegelsen av motivets armer.

Kontrollere kroppen med datamaskiner

Målet med prosjektet var å hjelpe pasienter med gangforstyrrelse på grunn av ryggmargsskade. Slike skader kan resultere i enten delvis eller full avbrytelse av signaler mellom hjernen og "ryggmargs bevegelsessenteret" som kontrollerer bevegelse av bena.

Dette avbruddet kan forårsake et unaturlig ganglag eller fullstendig manglende evne til å kontrollere bena i det hele tatt.

I følge forskerne styrer bevegelsessenteret i ryggraden regelmessige bevegelser som å gå eller svømme. Målet med forskningen var å forsøke å stimulere bevegelsessenteret ikke-invasivt med magnetisk stimulator, for å muliggjøre benkontroll og ganghastighet uten behov for direkte involvering fra hjerne.

Nishimura forklarte at selv om den vellykkede omkjøringsveien kunne hjelpe til med å muliggjøre bevegelse der ellers var nesten umulig å gå, er det begrensninger. Pasienter kan bare kontrollere robotlignende gangbevegelse og hastighet, men ikke snu, skifte til side eller andre mer komplekse bevegelser.

Vi håper at denne teknologien vil kompensere for funksjonen for avbrutte stier ved å sende en kodet med vilje kommando til det bevarte ryggmargs lokomotoriske senteret og gjenvinne volittkontrollert gange hos individer med paraplegi. Imidlertid er den største utfordringen at denne teknologien ikke hjelper dem med å unnvike hindringer og å opprettholde holdning. Vi jobber nøye mot klinisk anvendelse i nær fremtid.

Testing av lokomotivet

Testen av datamaskinstøttet ryggmargsvegg innebar å "tappe" i signalet til armene fra hjernen, og deretter aktivere lokomotorisk senter i ryggraden når "bypass" ble snudd på.

I eksperimentet spente forskerne et motiv til magnetapparatet og ba forsøkspersonen holde beina helt avslappet. Motivet fikk deretter beskjed om å svinge armene som om han gikk. Forskere slo deretter bypass av, og la merke til at motivene ikke beveget seg. Da aktiverte de bypass, og forsøksbenene begynte å bevege seg i samme rytme som armbevegelsen.

I videoen utgitt av National Institutes of Natural Sciences, kan du se som forskere senket så motivet ned på gulvet, der han begynte å bevege seg frem til han til slutt slo en fotball ball.

Omgå ryggmargen

Denne typen forskning har pågått i noen tid, med milepæler i suksesser underveis. I 2011, for eksempel syv år etter at en motorsykkelulykke forlot ham lam, hjalp forskere ved University of Pittsburgh 30 år gamle Tim Hemmes kontrollerer bevegelsen til en robotarm ved å bruke et elektrokortikografisk nett (EcoG) plassert på overflaten av Hemmes ' hjerne.

Den suksessen, og andre liker det på feltet, beviste det hjernesignaler Programmer Binaural Beats Of Your Brain With GnauralHver musikkfan som vet at en god melodi kan endre humøret, men er det mulig for lyder å endre hjernebølgene? Troende på binaural beats tror det. De hevder disse lydene, når de blir lyttet til ... Les mer kan bli avlyttet og tolket til kontrollere eksterne enheter Kontroller Windows-PCen din med ansiktet ditt med eViaCam Les mer .

I 2012 var forskere ved Northwestern University i stand til å bruke lignende "hjerne-maskin" -teknologi for å omgå ryggmargen, omtrent som hvordan de japanske forskerne oppnådde det forrige uke. Lee E. Miller, professor i nevrovitenskap ved Northwestern University, forklarte Northwestern-forskningen på følgende måte:

Vi avlytter de naturlige elektriske signalene fra hjernen som forteller armen og hånden hvordan de skal bevege seg, og sender disse signalene direkte til musklene.

I sine eksperimenter registrerte nordvestlige forskere hjerne- og muskelsignaler hos aper mens apene grep og løftet en ball. Forskere utviklet deretter en algoritme slik at de kunne avkode hjernesignaler og identifisere når individet ønsket å utføre de samme handlingene senere.

Forskere brukte et lokalbedøvelsesmiddel for å lamme apens arm ved albuen, og brukte deretter en nevroprotese for å kontrollere håndmusklene når det høyre “håndbevegelsesmønsteret” ble gjenkjent fra apens hjerne avlesninger. Med den nye konfigurasjonen - dvs. datamaskinen som forbigår ryggmargen - klarte apene å gripe og løfte ballen nesten like lett som de gjorde når hånden ikke ble lammet.

Professor Miller spådde nøyaktig hvor forskningen hans ville føre i nær fremtid:

Denne forbindelsen fra hjerne til muskler kan en dag brukes til å hjelpe pasienter lammet på grunn av ryggmargsskader med å utføre aktiviteter i det daglige og oppnå større uavhengighet.

De japanske forskerne beviste det ut forrige uke, og banet vei for fremtidig bruk av datamaskiner og hjernebølgen analyse De 8 beste Binaural Beats-appene for AndroidHer er de beste binaural beats-appene for Android. Disse tonene hjelper deg med å fokusere, slappe av, bli mer kreative og mye mer. Les mer å overvinne fysiske problemer forbundet med ryggmargsskade.

Hvor ser du vitenskapen om hjernemaskingrensesnitt gå? Vil implanterte datamaskiner en dag tillate at de lammede kan leve normale liv igjen? Del tankene dine i kommentarfeltet nedenfor.

Bildetillegg: Backbone Via Shutterstock