واجهات BRAIN-MACHINE تساعد الأطراف مشلولة على الحركة من واجهات كيف الدماغ آلة تساعد المشلولين أطراف نقل

في 2012, نشرت ميلر نتائج حجر الأساس لجهود مختبره لمعالجة الشلل. في السنوات التي تلت, ونشر باحثون في ولاية أوهايو وجامعة كيس ويسترن ريزيرف دليل على ورقة مفهوم توضح مدى التشابه واجهات الدماغ والآلة قد عمل في البشر بالشلل.

قبل أي حديث عن بحثه تبدأ, الأعصاب الشمالي الغربي لي ميلر أن نتوقع بالفعل السؤال الكبير. إذا كان يمكن استعادة حركة الذراع في القرد بالشلل, متى يمكن أن يكون قادرا على أن تحذو حذوها في البشر?

الجواب - الذي سيناقش ميلر في الحدث العلوم مقهى هذا الشهر - هو "في وقت أقرب مما قد يتصور البعض."

"العلماء هم على أعتاب جعل هذا حقيقة واقعة,"يقول ميلر, ا 2016 مجند في كلية الزملاء في المعهد الأمريكي للهندسة الطبية والبيولوجية. "مع التقدم التكنولوجي والتركيز تمويل زيادة, فإن فكرة حل إصابات في النخاع الشوكي مع جهاز الكتروني من المرجح أن يحدث في القادم خمسة أو 10 سنوات."'

البشر مع إصابة الحبل الشوكي يفتقرون إلى الصلات بين الدوائر الكهربائية في المخ والحبل الشوكي التي لا غنى عنها للحركة الطوعية. في جميع أنحاء العالم, أكثر من 130,000 شخص سنويا البقاء على قيد الحياة مثل هذه الإصابات ولكن الحفاظ الشلل واسعة.

"قد يبدو وكأنه حبكة فرعية الخيال العلمي, ولكن الأساس لجميع من هذا العمل هو عقود من البحث العلمي الأساسي,"يقول ميلر, الذي يصف نفسه العصبية مهندس لديه درجة في الفيزياء, الهندسة الطبية الحيوية, وعلم وظائف الأعضاء. "في مختبرنا, كنا قادرين على التنصت على الإشارات الكهربائية الطبيعية من الدماغ التي تحكي الذراع واليد كيفية التحرك. لدينا واجهة الدماغ والآلة يتخطى على الحبل الشوكي وترسل هذه الإشارات نفسها مباشرة إلى العضلات ".

هذا الصدد الاصطناعي من الدماغ إلى العضلات قد في يوم من الأيام أن تستخدم لمساعدة المرضى بالشلل بسبب إصابة الحبل الشوكي أداء أنشطة الحياة اليومية. وقد تم بحث ميلر في القرود, وسجلت الذي إشارات الدماغ والعضلات الكهربائية عن طريق أقطاب كهربائية مزروعة عندما أدرك الكرة, رفعه ووضعه في أنبوب صغير. سمحت تلك التسجيلات الباحثين لتطوير خوارزمية أو "فك" التي مكنتهم من معالجة إشارات المخ وتوقع أنماط من النشاط العضلي عندما أرادت القرود لتحريك الكرة.

وأعطى الباحثون القرود مخدر موضعي لمنع نشاط العصب عند الكوع, مما تسبب مؤقتة, شلل مؤلم اليد. مع مساعدة من الأجهزة الخاصة في الدماغ والذراع - معا يسمى neuroprosthesis - تم استخدام إشارات المخ القرود للسيطرة تيارات كهربائية صغيرة تسليمها إلى عضلاتهم أقل من 40 ميلي ثانية بعد إشارات الدماغ, مما يسبب لهم التعاقد, والسماح للقرود لالتقاط الكرة وإكمال المهمة تقريبا وكذلك كانوا يفعلون من قبل.

سوف ميلر مناقشة بحثه في حفل العلوم مقهى في أكتوبر 24 من عند 6:30 إلى 8 مساء. في Firehouse Grill, 750 شيكاغو افي. في إيفانستون. العلوم مقهى نورث وسترن مجانية للحضور ومفتوحة للجمهور.

مصدر:

research.northwestern.edu, روجر اندرسون