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BRAIN-Maschine-Schnittstellen gelähmte Gliedmaßen HELFEN MOVE Wie Brain-Machine Interfaces hilft gelähmte Gliedmaßen bewegen

Im 2012, Miller veröffentlichte die bahnbrechenden Ergebnisse der Bemühungen seines Labors zur Behandlung von Lähmungen. In den Jahren seit, Forscher an der Ohio State und der Case Western Reserve University haben Proof of Concept Papiere veröffentlicht die zeigen, wie ähnlich Gehirn-Maschine-Schnittstellen in gelähmten Menschen funktionieren könnte.

Bevor ein Gespräch über seine Forschung beginnt, Der nordwestliche Neurowissenschaftler Lee Miller kann die große Frage bereits vorwegnehmen. Wenn er kann Armbewegung in einem gelähmten Affen wiederherstellen, wenn er könnte das gleiche beim Menschen tun kann?

Die Antwort – die Miller bei der diesmonatigen Science Café-Veranstaltung erörtern wird – lautet „früher als Sie vielleicht denken“.

„Die Wissenschaftler sind an der Schwelle dieses zur Verwirklichung der,“, Sagt Miller, ein 2016 Aufnahme in das College of Fellows des American Institute for Medical and Biological Engineering. „Mit technologischen Fortschritten und einem erhöhten Förderschwerpunkt, die Idee, Rückenmarksverletzungen mit einer elektronischen Vorrichtung zur Lösung passieren wird in den nächsten fünf wahrscheinlich oder 10 Jahre."'

Menschen mit Rückenmarksverletzungen fehlen die Verbindungen zwischen Gehirn und Rückenmark-Schaltungen, die für die freiwillige Bewegung wichtig sind. Weltweit, mehr als 130,000 Menschen jedes Jahr solche Verletzungen überleben, aber umfangreiche Lähmung Sustain.

„Es klingt wie ein Science-Fiction-subplot, aber die Grundlage für all diese Arbeit ist Jahrzehnte Grundlagenforschung,“, Sagt Miller, ein selbstbeschreibende neuro-Ingenieur, den Grad in der Physik hat, Biomedizintechnik, und Physiologie. „In unserem Labor, konnten wir auf die natürlichen elektrischen Signale aus dem Gehirn, die den Arm sagen und die Hand belauschen, wie sich zu bewegen. Unser Gehirn-Maschine-Schnittstelle überspringt das Rückenmark und sendet die gleichen Signale direkt an die Muskeln.“

Diese künstliche Verbindung vom Gehirn zu den Muskeln könnte ein Tag verwendet werden, um Patienten wegen Verletzung des Rückenmarks gelähmt zu helfen, führen Aktivitäten des täglichen Lebens. Millers Forschung wurde in Affen gemacht, deren elektrische Gehirn und Muskel-Signale wurden durch implantierte Elektroden aufgezeichnet, wenn sie einen Ball gegriffen, angehoben, und es in ein kleines Röhrchen gegeben. Diese Aufnahmen konnten die Forscher einen Algorithmus oder „Decoder“ entwickeln, die es ihnen ermöglichte, die Gehirnsignale zu verarbeiten und die Muster der Muskelaktivität vorhersagen, wann die Affen wollte den Ball bewegen.

Die Forscher gaben den Affen ein Lokalanästhetikum Nervenaktivität am Ellenbogen zu blockieren, verursacht temporäre, schmerzlos Lähmung der Hand. Mit Hilfe der speziellen Vorrichtungen im Gehirn und der Arm - zusammen genannt Neuroprothese - die Gehirnsignale Affen wurden verwendet, um winzigen elektrischen Strom, um ihre Muskeln geliefert zu kontrollieren weniger als 40 Millisekunden, nachdem die Gehirnsignale, dass sie zu kontrahieren, und die Affen erlaubt, den Ball aufzunehmen und die Aufgabe abzuschließen annähernd so gut, wie sie sich vor.

Miller wird seine Forschung an einer Science Café Veranstaltung am Oktober diskutieren 24 von 6:30 zu 8 p.m. im Firehouse Grill, 750 Chicago Ave. in Evanston. Northwestern Science Café ist kostenlos zu besuchen und für die Öffentlichkeit zugänglich.


Quelle:

research.northwestern.edu, von Roger Anderson

 

Über Marie

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