Forskere viser, hvordan computere en dag kan omgå rygmarven

Reklame

Hvis jeg fortalte dig, at computere en dag vil give folk, der er lammet, mulighed for at gå igen, ville du tro mig? Hvis succes med de japanske forskere i sidste uge er nogen indikation, er evnen til at kontrollere den menneskelige krop med en computer ikke meget langt nede.

Den 14. august, Yukio Nishimura, lektor ved det nationale institut for fysiologiske videnskaber (NIPS), udsendte en pressemeddelelse der siger, at forskerteamet med succes havde skabt en kunstig forbindelse mellem hjernen og benene på et testperson.

Ifølge pressemeddelelsen bankede teamet i det væsentlige på signal fra hjernen Tilslutter din hjerne og krop - fremtiden for implanterede computereMed den nuværende tendens inden for teknisk innovation og udvikling er det nu et godt tidspunkt at udforske den nyeste teknologi inden for computer-menneskelige teknologier. Læs mere til bevægelse af armen, så brugte computergrænsefladen, hver gang patienten bevægede sin arm under gåaktivitet dette signal til at kontrollere en magnetisk stimulator, der kørte "spinalt bevægelsescenter", hvilket muliggør fuld ben bevægelse.

Selvom det testede individ var "neurologisk intakt", blev de bedt om at holde deres ben afslappet. Hver gang computeren bypass blev deaktiveret, forblev motivets ben stationære. Når bypass var aktiveret, bevægede benene sig i tide med bevægelsen af ​​motivets arme.

Styring af kroppen med computere

Målet med projektet var at hjælpe patienter med gangforstyrrelse på grund af rygmarvsskade. Sådanne skader kan resultere i enten delvis eller fuld afbrydelse af signaler mellem hjernen og det "rygmarvs bevægelsescenter", der kontrollerer benbevægelsen.

Denne afbrydelse kan forårsage en unaturlig gang eller den komplette manglende evne til at kontrollere benene overhovedet.

Ifølge forskerne styrer bevægelsescentret i rygsøjlen regelmæssige bevægelser som at gå eller svømme. Målet med forskningen var at forsøge at stimulere bevægelsescentret ikke-invasivt med magnet stimulator, for at muliggøre benkontrol og gåhastighed uden behov for direkte involvering fra hjerne.

Nishimura forklarede, at selv om den vellykkede bypass kunne hjælpe med at aktivere bevægelse, hvor ellers gang næsten var næsten umuligt, er der begrænsninger. Patienter kan kun kontrollere robotlignende gåbevægelse og hastighed, men ikke dreje, skifte til siden eller andre mere komplekse benbevægelser.

Vi håber, at denne teknologi vil kompensere for funktionen af ​​afbrudte veje ved at sende en med vilje kodet kommando til det bevarede spinale lokomotoriske center og genvinde frivilligt kontrolleret vandring hos personer med paraplegi. Imidlertid er den største udfordring, at denne teknologi ikke hjælper dem med at undvige hindringer og at opretholde kropsholdning. Vi arbejder omhyggeligt mod klinisk anvendelse i den nærmeste fremtid.

Test af lokomotivomløbet

Testen af ​​den computerstøttede rygmarvsomløb involverede ”at tappe” i signalet til armene fra hjernen og derefter aktivere lokomotorisk center i rygsøjlen, hver gang "bypass" blev drejet på.

I eksperimentet spændte forskerne et motiv til magnetapparatet og bad individet om at holde benene helt afslappede. Motivet fik derefter besked på at svinge armene, som om han gik. Forskere slåede derefter omløb og bemærkede, at forsøgsbenene ikke bevægede sig. Derefter aktiverede de bypass, og forsøgsbenene begyndte at bevæge sig i samme rytme som armbevægelsen.

I videoen, der er udgivet af National Institutes of Natural Sciences, kan du se som forskere sænkede derefter motivet ned på gulvet, hvor han begyndte at bevæge sig fremad, indtil han endelig slog en fodbold bold.

Omgå rygmarven

Denne form for forskning har foregået i nogen tid med milepæle af succeser undervejs. For eksempel hjalp forskere ved University of Pittsburgh i 2011, syv år efter en motorcykelulykke, lam 30-årige Tim Hemmes styrer bevægelsen af ​​en robotarm ved hjælp af et elektrokortikografisk gitter (EcoG) placeret på overfladen af ​​Hemmes ' hjerne.

Den succes og andre kunne lide det i marken, beviste det hjernesignaler Programmer De Binaural Beats Of Your Brain Med GnauralEnhver musikfan, der ved, at en god melodi kan ændre dit humør, men er det muligt for lyde, der faktisk ændrer dine hjernebølger? Troende på binaural beats synes det. De hævder disse lyde, når de lyttes til ... Læs mere kunne blive opfanget og fortolket til styre eksterne enheder Kontroller din Windows-pc ved hjælp af dit ansigt med eViaCam Læs mere .

I 2012 var forskere ved Northwestern University i stand til at bruge lignende ”hjernemaskine” -teknologi til at omgå rygmarven, ligesom hvordan de japanske forskere opnåede det i sidste uge. Lee E. Miller, professor i neurovidenskab ved Northwestern University, forklarede den nordvestlige forskning som følger:

Vi tæpper til de naturlige elektriske signaler fra hjernen, der fortæller armen og hånden, hvordan man bevæger sig, og sender disse signaler direkte til musklerne.

I deres eksperimenter registrerede de nordvestlige forskere hjerne- og muskelsignaler i aber, da aberne greb og løftede en bold. Forskere udviklede derefter en algoritme, så de kunne afkode hjernesignaler og identificere, hvornår emnet ville udføre de samme handlinger senere.

Forskere brugte en lokalbedøvelse til at lamme abens arm ved albuen og brugte derefter en neuroprotese til at styr håndmusklerne, når det rigtige ”håndbevægelses” mønster blev genkendt fra abens hjerne aflæsninger. Med den nye konfiguration - dvs. computeren, der forbigår rygmarven - kunne aberne gribe fat i og løfte kuglen næsten lige så let som de gjorde, da hånden ikke var lammet.

Professor Miller forudsagde nøjagtigt, hvor hans forskning ville føre i den nærmeste fremtid:

Denne forbindelse fra hjerne til muskler kan en dag blive brugt til at hjælpe patienter lammet på grund af rygmarvsskade med at udføre aktiviteter i dagligdagen og opnå større uafhængighed.

De japanske forskere beviste det i sidste uge og banede vejen for den fremtidige brug af computere og hjernebølgen analyse De 8 bedste Binaural Beats-apps til AndroidHer er de bedste binaural beats apps til Android. Disse toner hjælper dig med at fokusere, slappe af, blive mere kreativ og meget mere. Læs mere at overvinde fysiske problemer forbundet med rygmarvsskade.

Hvor ser du videnskaben om hjernemaskine-grænseflader gå? Vil implanterede computere en dag give de lammede mulighed for at leve normale liv igen? Del dine tanker i kommentarfeltet nedenfor.

Billedkreditter: Rygrad Via Shutterstock