Hoe Implantate En 'n Robot Arm Laat 'n verlamde Man Weer Voel

Hoe Implantate En 'n Robot Arm Laat 'n verlamde Man Weer Voel

Nathan Copeland, 'n 28-jarige man wat nie ná sy motorongeluk sy arms en bene kon voel of beweeg het nie, het die sensasie van kontak deur 'n robotarm wat hy met sy brein beheer, herwin.

Copeland se operasie, wat betrokke was by die implantering van vier klein mikroelektrode, stel elkeen omtrent die helfte van die grootte van 'n hempsknop in sy brein op, is 'n mediese eerste.

Die inplantings verbind met die breinrekenaarkoppelvlak (BCI), wat deur navorsers aan die Universiteit van Pittsburgh ontwikkel is. Die span beskryf die resultate in Wetenskap Translationele Medicine.

"Die belangrikste resultaat in hierdie studie is dat mikrostimulering van sensoriese korteks natuurlike sensasie in plaas van tinteling kan opwek," sê studie mede-outeur Andrew B. Schwartz, professor in neurobiologie en stoel in stelsels neurowetenskap. "Hierdie stimulasie is veilig, en die opgewekte sensasies is oor maande stabiel.

"Daar is nog baie navorsing wat uitgevoer moet word om die stimuleringspatrone wat nodig is om die pasiënte beter te help om beter te verstaan, beter te verstaan."

Dit is nie die span se eerste poging om 'n BCI te doen nie. Vier jaar gelede, studeer mede-outeur Jennifer Collinger, assistent professor in fisiese geneeskunde en rehabilitasie, en navorsingswetenskaplike vir die VA Pittsburgh-gesondheidsorgstelsel. Die span het 'n BCI getoon wat Jan Scheuermann gehelp het, wat kwadriplegie veroorsaak het deur 'n degeneratiewe siekte. Die video van Scheuermann voed haar sjokolade Die gebruik van die verstand-beheerde robotarm is oral in die wêreld gesien. Voor dit, Tim Hemmes, verlam in 'n motor ongeluk, Uitgestrek om hande met sy vriendin te raak.

Maar die manier waarop ons arms natuurlik beweeg en omgaan met die omgewing rondom ons, is as gevolg van meer as om net die regte spiere te dink en te beweeg. Ons kan onderskei tussen 'n stukkie koek en 'n koeldrank deur aanraak, die koek ligter as die blik op te tel. Die voortdurende terugvoering wat ons van die gevoel van aanraking ontvang, is van die allergrootste belang, aangesien dit die brein vertel waarheen om te beweeg en hoeveel.

Vir die studieleier, Robert Gaunt, assistent professor in fisiese geneeskunde en rehabilitasie, was dit die volgende stap vir die BCI.

Soos Gaunt en kollegas op soek was na die regte kandidaat, het hulle hul stelsel ontwikkel en verfyn sodat insette van die robotarm oorgedra word deur 'n mikroelektrode-skikking wat in die brein geïmplanteer word, waar die neurone wat handbeweging en -kontroles beheer, geleë is. Die mikroelektrode skikking en sy beheerstelsel, wat deur Blackrock Microsystems ontwikkel is, saam met die robotarm, wat deur die Johns Hopkins Universiteit se Applied Physics Lab gebou is, het al die stukke van die legkaart gevorm.

Copeland se storie

In die winter van 2004 was Copeland, wat destyds 18 was, in die reënweer in die nag gery toe hy in 'n motorongeluk was wat sy nek geknak het en sy rugmurg beseer het. Hy het hom met vierkante van die boonste bors af gelos.

Na die ongeluk het hy ingeskryf op 'n register van pasiënte wat bereid was om aan kliniese proewe deel te neem. Byna 'n dekade later het die navorsingspan gevra of hy belangstel om aan die eksperimentele studie deel te neem.

Nadat hy die toetse geslaag het, is Copeland verlede jaar in die operasiekamer ingeskuif. Imaging tegnieke is gebruik om die presiese gebiede in Copeland se brein te identifiseer wat ooreenstem met gevoelens in elkeen van sy vingers en sy palm.

"Ek kan net oor elke vinger voel - dit is 'n baie vreemde sensasie," het Copeland sowat 'n maand na die operasie gesê. "Soms voel dit elektries en soms druk, maar vir die grootste deel kan ek die meeste van die vingers presies weet. Dit voel asof my vingers aangeraak of gedruk word. "

Op hierdie stadium kan Copeland druk voel en sy intensiteit tot 'n mate onderskei, hoewel hy nie kan identifiseer of 'n stof warm of koud is nie, verduidelik studie mede-ondersoeker en neurochirurg Elizabeth Tyler-Kabara.

Gaunt sê alles oor die werk is bedoel om van die brein se natuurlike, bestaande vermoëns gebruik te maak om mense terug te gee wat verlore gegaan het, maar nie vergeet nie.

"Die uiteindelike doelwit is om 'n stelsel te skep wat beweeg en voel net soos 'n natuurlike arm," sê Gaunt. "Ons het 'n lang pad om daar te gaan, maar dit is 'n goeie begin."

Die program van die Verdedigende Navorsingsprojek Agentskap se Revolusionering Prostetika het die meeste van die befondsing verskaf.

Bron: Universiteit van Pittsburgh

Verwante Boeke:

{amazonWS: search index = Boeke; sleutelwoorde = robotarm; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

Facebook-ikoonTwitter-ikoonrss-ikoon

Kry die nuutste per e-pos

Emailcloak = {af}