Forscher zeigen, wie Computer eines Tages das Rückenmark umgehen können

Werbung

Wenn ich Ihnen sagen würde, dass Computer eines Tages Menschen, die gelähmt sind, wieder laufen lassen würden, würden Sie mir glauben? Nun, wenn der Erfolg japanischer Forscher letzte Woche ein Indiz dafür ist, ist die Fähigkeit, den menschlichen Körper mit einem Computer zu steuern, nicht weit entfernt.

Am 14. August wurde Yukio Nishimura, außerordentlicher Professor des Nationalen Instituts für Physiologische Wissenschaften (NIPS), gab eine Pressemitteilung heraus Das Forscherteam habe erfolgreich eine künstliche Verbindung zwischen dem Gehirn und den Beinen eines Probanden hergestellt.

Laut Pressemitteilung hat das Team im Wesentlichen die Signal vom Gehirn Einstecken von Gehirn und Körper - Die Zukunft implantierter ComputerAngesichts des aktuellen Trends technischer Innovation und Weiterentwicklung ist jetzt ein guter Zeitpunkt, um den Stand der Technik in Bezug auf Computer-Mensch-Technologien zu erkunden. Weiterlesen für die Armbewegung, so dass immer dann, wenn der Patient seinen Arm während der Gehaktivität bewegte, die Computerschnittstelle verwendet wurde dieses Signal zur Steuerung eines Magnetstimulators, der das „Bewegungszentrum der Wirbelsäule“ antreibt und ein volles Bein ermöglicht Bewegung.

Obwohl das getestete Subjekt „neurologisch intakt“ war, wurden sie gebeten, ihre Beine entspannt zu halten. Immer wenn der Computer-Bypass deaktiviert war, blieben die Beine der Probanden stationär. Wenn der Bypass aktiviert war, bewegten sich die Beine rechtzeitig mit der Bewegung der Arme des Probanden.

Körperkontrolle mit Computern

Ziel des Projekts war es, Patienten mit Gangstörungen aufgrund von Rückenmarksverletzungen zu unterstützen. Solche Verletzungen können zu einer teilweisen oder vollständigen Unterbrechung der Signale zwischen dem Gehirn und dem „Bewegungszentrum der Wirbelsäule“ führen, das die Beinbewegung steuert.

Diese Unterbrechung kann einen unnatürlichen Gang oder die völlige Unfähigkeit verursachen, die Beine überhaupt zu kontrollieren.

Laut den Forschern steuert das Fortbewegungszentrum in der Wirbelsäule regelmäßige Bewegungen wie Gehen oder Schwimmen. Ziel der Forschung war es, das Fortbewegungszentrum nicht-invasiv mit einem Magneten zu stimulieren Stimulator, um Beinkontrolle und Gehgeschwindigkeit zu ermöglichen, ohne dass eine direkte Beteiligung des Gehirn.

Nishimura erklärte, dass es Einschränkungen gibt, obwohl der erfolgreiche Bypass dazu beitragen könnte, Bewegungen zu ermöglichen, bei denen das Gehen sonst fast unmöglich wäre. Patienten können nur roboterähnliche Gehbewegungen und Geschwindigkeiten steuern, nicht jedoch drehen, zur Seite schieben oder andere komplexere Beinbewegungen.

Wir hoffen, dass diese Technologie die Funktion der unterbrochenen Pfade durch das Senden einer absichtlich codierten Funktion kompensiert Befehl an das erhaltene Bewegungszentrum der Wirbelsäule und wieder freiwilliges kontrolliertes Gehen bei Personen mit Querschnittslähmung. Die größte Herausforderung besteht jedoch darin, dass diese Technologie ihnen nicht hilft, Hindernissen auszuweichen und ihre Haltung aufrechtzuerhalten. Wir arbeiten sorgfältig an einer klinischen Anwendung in naher Zukunft.

Testen der Lokumgehung

Bei der Prüfung des computergestützten Bypasses des Rückenmarks wurde das Signal an die Arme „abgegriffen“ aus dem Gehirn und aktivieren dann das Bewegungszentrum in der Wirbelsäule, wenn der „Bypass“ gedreht wurde auf.

In dem Experiment schnallten die Forscher ein Subjekt an den Magnetapparat und baten das Subjekt, seine Beine vollständig entspannt zu halten. Dem Probanden wurde dann gesagt, er solle seine Arme schwingen, als würde er gehen. Die Forscher schalteten dann den Bypass aus und stellten fest, dass sich die Beine der Probanden nicht bewegten. Dann aktivierten sie den Bypass und die Beine der Probanden bewegten sich im gleichen Rhythmus wie die Armbewegung.

In dem von den National Institutes of Natural Sciences veröffentlichten Video können Sie als Forscher zuschauen Dann senkte er das Motiv auf den Boden, wo er sich vorwärts bewegte, bis er schließlich einen Fußball schlug Ball.

Das Rückenmark umgehen

Diese Art der Forschung wird seit einiger Zeit durchgeführt, mit Meilensteinen von Erfolgen auf dem Weg. Zum Beispiel halfen 2011 Forscher an der Universität von Pittsburgh, sieben Jahre nachdem ihn ein Motorradunfall gelähmt hatte Der 30-jährige Tim Hemmes steuert die Bewegung eines Roboterarms mithilfe eines Elektrokortikographiegitters (EcoG) auf der Oberfläche von Hemmes. Gehirn.

Dieser Erfolg und andere, die ihn auf diesem Gebiet mögen, haben dies bewiesen Gehirnsignale Programmieren Sie die binauralen Beats Ihres Gehirns mit GnauralJeder Musikfan weiß, dass eine gute Melodie Ihre Stimmung verändern kann, aber können Klänge tatsächlich Ihre Gehirnströme verändern? Gläubige an binaurale Beats glauben es. Sie behaupten diese Geräusche, wenn sie ... Weiterlesen könnte abgefangen und interpretiert werden externe Geräte steuern Steuern Sie Ihren Windows-PC mit Ihrem Gesicht mit eViaCam Weiterlesen .

Im Jahr 2012 konnten Forscher der Northwestern University eine ähnliche „Gehirn-Maschine“ -Technologie verwenden, um das Rückenmark zu umgehen, ähnlich wie es die japanischen Forscher letzte Woche erreicht hatten. Lee E. Miller, Professor für Neurowissenschaften an der Northwestern University, erklärte die Northwestern-Forschung wie folgt:

Wir lauschen den natürlichen elektrischen Signalen des Gehirns, die dem Arm und der Hand sagen, wie sie sich bewegen sollen, und senden diese Signale direkt an die Muskeln.

In ihren Experimenten zeichneten nordwestliche Forscher die Gehirn- und Muskelsignale bei Affen auf, als die Affen einen Ball ergriffen und hoben. Die Forscher entwickelten dann einen Algorithmus, mit dem sie Gehirnsignale dekodieren und identifizieren konnten, wann das Subjekt später dieselben Aktionen ausführen wollte.

Die Forscher verwendeten ein Lokalanästhetikum, um den Arm des Affen am Ellbogen zu lähmen, und verwendeten dann eine Neuroprothese, um Kontrollieren Sie die Handmuskeln, wenn das rechte „Handbewegungsmuster“ vom Gehirn des Affen erkannt wurde Lesungen. Mit der neuen Konfiguration - d. H. Dem Computer, der das Rückenmark umgeht - konnten die Affen den Ball fast genauso leicht greifen und anheben wie wenn die Hand nicht gelähmt war.

Professor Miller sagte genau voraus, wohin seine Forschung in naher Zukunft führen würde:

Diese Verbindung vom Gehirn zu den Muskeln könnte eines Tages genutzt werden, um Patienten, die aufgrund einer Rückenmarksverletzung gelähmt sind, dabei zu helfen, Aktivitäten des täglichen Lebens auszuführen und eine größere Unabhängigkeit zu erreichen.

Die japanischen Forscher haben dies letzte Woche bewiesen und den Weg für die zukünftige Verwendung von Computern und Computern geebnet Gehirnwellenanalyse Die 8 besten binauralen Beats-Apps für AndroidHier sind die besten binauralen Beats-Apps für Android. Diese Töne helfen Ihnen, sich zu konzentrieren, sich zu entspannen, kreativer zu werden und vieles mehr. Weiterlesen körperliche Probleme im Zusammenhang mit Rückenmarksverletzungen zu überwinden.

Wo sehen Sie die Wissenschaft von Gehirn-Maschine-Schnittstellen? Werden implantierte Computer eines Tages den Gelähmten ermöglichen, wieder ein normales Leben zu führen? Teilen Sie Ihre Gedanken in den Kommentaren unten.

Bildnachweis: Rückgrat Über Shutterstock