Hierdie implantaat laat verlamde mense met hul gedagtes tik

Hierdie implantaat laat verlamde mense met hul gedagtes tik

'N Brein-tot-rekenaar-aanhitsing het onlangs toegelaat dat mense met swaar ledemate swakheid via direkte breinbeheer tik teen die hoogste snelhede en akkuraatheidsvlakke wat tot dusver gerapporteer is.

Twee van die deelnemers het amyotrofiese laterale sklerose, ook bekend as Lou Gehrig se siekte, en een het rugmurgbesering.

Hulle het elk een of twee baba-aspirien-grootte elektrode skikkings in hul brein geplaas om seine van die motoriese korteks, 'n streek wat spierbeweging beheer, op te teken. Die seine is via 'n kabel na 'n rekenaar oorgedra en deur algoritmes vertaal in punt-en-klik-opdragte wat 'n wyser na karakters op 'n skermklavier lei.

Elke deelnemer, na minimale opleiding, het die tegniek genoegsaam bemeester om die resultate van enige vorige toets van brein-rekenaar-koppelvlakke, of BCI's, te verbeter, om kommunikasie deur mense met gelyke gestremde bewegings te verbeter. In die besonder het hulle die tikfrekwensies behaal sonder die gebruik van outomatiese woord-voltooiingshulp wat algemeen in elektroniese sleutelbordtoepassings algemeen voorkom, wat waarskynlik hul prestasie sou versterk het.

Een deelnemer, Dennis Degray van Menlo Park, Kalifornië, kon 39 korrekte karakters per minuut tik, gelykstaande aan ongeveer agt woorde per minuut.

Hierdie punt-en-klik-benadering kan toegepas word op 'n verskeidenheid rekenaartoestelle, insluitend slimfone en tablette, sonder aansienlike veranderinge, sê die navorsers. Hul bevindings verskyn in die joernaal eLife.

"Dit is soos een van die coolste video speletjies wat ek ooit gekry het om mee te speel. En ek hoef nie eers 'n kwart daarin te sit nie. "


Kry die nuutste van InnerSelf


"Ons studie se sukses dui op 'n belangrike mylpaal op die pad na die verbetering van lewensgehalte vir mense met verlamming," sê Jaimie Henderson, professor in neurochirurgie aan die Stanford Universiteit, wat twee van die drie toestelinplantingsprosedures by die Stanford-hospitaal uitgevoer het. Die derde het by die Massachusetts Algemene Hospitaal plaasgevind.

"Hierdie studie rapporteer die hoogste spoed en akkuraatheid, met 'n faktor van drie, oor wat voorheen gewys is," sê mede-senior skrywer Krishna Shenoy, professor in elektriese ingenieurswese. "Ons benader die spoed waarmee u teks op u selfoon kan tik."

"Die voorstelling is baie opwindend," sê die voormalige postdoctorale geleerde, Chethan Pandarinath, wat nou 'n gesamentlike afspraak by Emory Universiteit en die Georgia Institute of Technology as assistent professor in biomediese ingenieurswese het. "Ons bereik kommunikasie pryse dat baie mense met arm en hand verlamming nuttig sal vind. Dit is 'n kritieke stap vir die maak van toestelle wat geskik kan wees vir werklike gebruik. "

Shenoy se laboratorium was die voorpunt van die algoritmes wat gebruik word om die komplekse volumes van elektriese seine wat deur senuweeselle in die motoriese korteks, die brein se opdragsentrum vir beweging ontslaan word, te dekodeer. Dit word in reële tyd omskep in aksies wat gewoonlik deur rugmurg en spiere uitgevoer word.

"Hierdie hoëpresterende BCI-algoritmes se gebruik in menslike kliniese proewe demonstreer die potensiaal vir hierdie klas tegnologie om kommunikasie aan mense met verlamming te herstel," sê postdoctorale geleerde Paul Nuyujukian.

"Ek het die asblik in die reën uitgehaal"

Miljoene mense met verlamming woon in die Verenigde State. Soms is hulle verlamming geleidelik, soos in ALS voorkom. Soms kom dit skielik soos in Degray se geval.

Nou 64, Degray het quadriplegic geword op Oktober 10, 2007, toe hy 'n lewensveranderende rugmurgbesering geval het. "Ek het die vullis in die reën uitgehaal," het hy gesê. Hy het die vullis in een hand gehang en die herwinning in die ander, hy het op die gras gegly en op sy ken geland. Die impak het sy brein gespaar, maar het sy ruggraat ernstig beseer, en al die kommunikasie tussen sy brein en muskulasie van die kop af gesny. "Ek het niks onder die kraagbeen aan die gang nie," sê hy.

Degray het in Augustus 2016 twee toestelimplantate by Henderson se hande ontvang. In verskeie daaropvolgende navorsingsessies het hy en die ander twee deelnemers aan die studie, wat soortgelyke operasies ondergaan het, aangemoedig om patrone van gewenste arm-, hand- en vingerbewegings te probeer of te visualiseer. Resulterende neurale seine van die motoriese korteks is elektronies onttrek deur die ingebedde opname toestelle, oorgedra na 'n rekenaar en vertaal deur Shenoy se algoritmes in opdragte wat 'n wyser op 'n skerm sleutelbord na deelnemende gespesifiseerde karakters rig.

Die vinnige bruin vos ...

Die navorsers het die snelhede gemeet waar die pasiënte korrek sinne en sinne korrek kon kopieer, byvoorbeeld: "Die vinnige bruin vos het oor die lui hond gespring." Gemiddelde tariewe was 7.8 woorde per minuut vir Degray en 6.3 en 2.7 woorde per minuut, onderskeidelik, vir die ander twee deelnemers.

Die ondersoekstelsel wat in die studie gebruik word, 'n intrakortiese brein-rekenaar koppelvlak genaamd die BrainGate Neurale Interface System, verteenwoordig die nuutste generasie BCIs. Vorige generasies het eerste seine opgetel deur elektriese leidings op die kopvel geplaas, dan deur chirurgies op die brein se oppervlak onder die skedel geplaas te word.

'N Intrakortiese BCI gebruik 'n klein silikoonskyfie, net meer as een-sesde van 'n duim vierkante, wat uitsteek 100-elektrodes wat die brein binnedring tot ongeveer die dikte van 'n kwart en die elektriese aktiwiteit van individuele senuweeselle in die motoriese korteks inslaan.

Henderson vergelyk die gevolglike verbeterde resolusie van neurale sensasie, in vergelyking met dié van ouer-generasie BCI's, van die uitreiking van applausmeters aan individuele lede van 'n ateljee gehoor, eerder as om hulle net op die plafon te plaas. "So jy kan net vertel hoe moeilik en hoe vinnig elke persoon in die gehoor klap. "

24 / 7 draadlose stelsel

Die dag sal nader aan vyf as 10 jaar kom, voorspel Shenoy-wanneer 'n self-kalibrerende, volledig geïmplanteerde draadlose stelsel sonder versorgersbystand gebruik kan word, geen kosmetiese impak het nie. en kan rondom die klok gebruik word.

"Ek sien geen onoorkomelike uitdagings nie," sê hy. "Ons ken die stappe wat ons moet doen om daar te kom."

Degray, wat aktief deelneem aan die navorsing, het geweet hoe om voor sy ongeluk te tik, maar was nie 'n deskundige nie. Hy het sy nuut geopenbaarde bekwaamheid in die taal van 'n video-speletjie-aficionado beskryf.

"Dit is soos een van die coolste video speletjies wat ek ooit gekry het om mee te speel," sê hy. "En ek hoef nie eers 'n kwart daarin te sit nie."

Stanford-navorsingsassistent Christine Blabe is ook 'n studiekoördineerder, asook BrainGate-navorsers van Massachusetts General Hospital en Case Western University.

Befondsing het gekom van die National Institutes of Health, die Stanford-kantoor van Na-doktorale Sake, die Craig H. Neilsen-stigting, die Stanford-mediese wetenskaplike-opleidingsprogram, Stanford BioX-NeuroVentures, die Stanford-instituut vir Neuro-Innovasie en Vertaal Neurowetenskap, die Stanford Neuroscience Institute , Larry en Pamela Garlick, Samuel en Betsy Reeves, die Howard Hughes Mediese Instituut, die Amerikaanse Departement van Veterane Sake, die MGH-Dekaan Instituut vir Geïntegreerde Navorsing oor Atriale Fibrillasie en Beroerte, en Massachusetts Algemene Hospitaal.

Stanford se Kantoor vir Tegnologie-lisensiëring hou intellektuele eiendom op die interkortiese BCI-verwante ingenieurswese voorskotte wat in Shenoy se laboratorium gemaak is.

Bron: Bruce Goldman vir Stanford Universiteit

verwante Boeke

{amazonWS: searchindex = Boeke; sleutelwoorde = verlamde mense; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

Facebook-ikoonTwitter-ikoonrss-ikoon

Kry die nuutste per e-pos

Emailcloak = {af}