For første gang var en person med cyberprotese i stand til å returnere følelsen av berøring

Innholdsfortegnelse:

For første gang var en person med cyberprotese i stand til å returnere følelsen av berøring
For første gang var en person med cyberprotese i stand til å returnere følelsen av berøring
Anonim

Det nye nevrogrensesnittet lar deg ikke bare kontrollere bevegelsen av lammede lemmer, men også å føle berøring og oppleve andre taktile opplevelser. Beskrivelse av oppfinnelsen av amerikanske nevrofysiologer ble publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Cell.

"Frem til nå følte pasienten vår Ian seg som om hånden hans var" fremmed. "Han kunne ikke kontrollere det normalt med mindre han hele tiden så på hvor og hvordan det gikk. Selv de enkleste handlingene", - kommenterte suksessen til en av de utviklere, nevrofysiolog fra Battel Memorial Institute (USA) Patrick Gantzer.

De såkalte neurointerfaces er en kombinasjon av mikrochips, elektroder og datamaskinalgoritmer. De tillater å koble forskjellige cyber-lemmer, kunstige øyne eller til og med syntetiske sanser som termiske bilder eller røntgenbilder til hjernen til en person eller dyr.

For eksempel, i 2012, koblet forskere først en kunstig arm til hjernen til en lammet kvinne. Takket være denne protesen klarte kvinnen å drikke en kopp kaffe alene og utføre andre handlinger. I 2016 koblet spesialister fra American Duke University pasientens hjerne til en robotrullstol, og for et år siden, ved hjelp av en spesiell ryggmargsstimulator, gjenopprettet de evnen til å gå.

Utviklingen og bruken av slike cyber -lemmer, som bemerket av Gantzer, er nå hemmet av det faktum at eieren ikke kan føle bevegelsene når et kunstig ben eller hånd berører gulvet, bordoverflaten og andre hindringer. Som de siste eksperimentene av nevrofysiologer viser, spiller taktile sansninger en veldig viktig rolle i hvordan hjernen "lærer" å kontrollere sine egne og kybernetiske lemmer.

Gantzer og teamet hans løste dette problemet. I løpet av de siste seks årene har de jobbet med å lage et nevrogrensesnitt som lar pasienter direkte "koble" hendene til hjernen og omgå skadede områder av ryggraden.

Kybernetisk håndberøring

I disse eksperimentene, som forskeren bemerker, deltok en 28 år gammel ung mann ved navn Ian Burkhart. For ni år siden skadet han ryggmargen i en dykkerulykke. Forskere satte inn en spesiell brikke og et sett med elektroder i pasientens hjernebark, og prøvde deretter å koble en kunstig hånd til dem.

I utgangspunktet var disse eksperimentene vellykkede: den frivillige mestret cyberprotesen og lærte å kontrollere bevegelsen av robotarmen, for å utføre enkle handlinger. Deretter avtok imidlertid hans fremgang, noe både forskere og Burkhart selv tilskrev det faktum at han ikke kunne føle bevegelsene til lemmen.

Mens de prøvde å finne ut hvordan vi skulle fikse dette problemet, la Gantzer og hans kolleger ved et uhell merke til at cyberhandens hud ikke var helt ufølsom. Hun fortsatte å generere signaler for berøring og bevegelse, men de var for svake til å bli "lagt merke til" av pasientens hjerne.

Nevrofysiologer har testet hva som skjer hvis du prøver å forsterke dette signalet ved hjelp av eksterne sensorer, mikromotorer og elektroder. De genererte vibrasjoner og sendte elektriske impulser av en bestemt type inn i pasientens hud i det øyeblikket han berørte et objekt eller foretok bevegelser.

Som påfølgende eksperimenter viste, takket være en slik forbedring, begynte Burkhart nesten umiskjennelig å innse at han berørte et objekt uten å se på det. I tillegg ble frivillige håndbevegelser på grunn av dette raskere og mer nøyaktige, takket være det at Burkhartu klarte å begrense styrken i bevegelsene.

I nær fremtid planlegger Gantser og teamet hans å lage en ny versjon av en slik cyberprotese, som ikke bare kan brukes i laboratoriet, men også hjemme. Forskere håper at slike nevrointerfaces vil hjelpe mange mennesker til å gjenvinne evnen til å leve sitt eget liv.

Anbefalt: