Bruna sciencisto gajnas $1.5M-novigan premion por nova aliro al malkodado de cerbaj signaloj

La mova kortekso estas la parto de la cerbo, kiu regas movadon, sed ĝi ankaŭ aktivas kiam persono rigardas iun alian moviĝi aŭ planas movojn, kiel spuri pilkon antaŭ ol kapti ĝin. Tio malfaciligas la procezon de deĉifrado de cerba agado de tiu regiono por kontroli robotan membron, diris Carlos Vargas-Irwin, asistanto profesoro pri neŭroscienco (esploro) en Brown University.

Nun, kun kvinjara, $1.5 miliono Nova Noviganto-Premio de la Naciaj Institutoj pri Sano Alta Risko, Alt-Rekompeca Esplorado programo, li uzos fotilojn kaj artefaritan vizion kun la celo malkodi intencitajn movojn kaj alian agadon en la mova kortekso kaj apliki tiun scion por evoluigi pli efikajn cerb-komputilajn interfacojn..

"La celo de ĉi tiu projekto estas pli bone kompreni la interagadon inter sensaj kaj movadaj informoj por ke ni povu interpreti signalojn rilatajn al celitaj agoj pli precize.,”diris Vargas-Irwin, kiu estas parto de la BrainGate kunlaboro gvidata de esploristoj de Brown, Case Western Reserve University, Universitato Stanford, Masaĉuseca Ĝenerala Hospitalo kaj la Providence V.A. Medicina Centro.

BrainGate estas cerb-komputila interfaco uzata en klinika testo por helpi paralizulojn reakiri sendependecon rekte kontrolante helpajn aparatojn per siaj pensoj., eĉ restarigi iom da movebleco per artefarite stimulante muskoloj.

En la projekto de Vargas-Irwin, li kombinos eksteran fotilon kaj artefaritan vizion kun la neŭrala agad-informo de neŭrala malĉifrilo.

"Ĉi tio permesus al la malĉifrilo interpreti neŭralan agadon ene de la kunteksto de la vida medio en maniero kiel pli proksime al la natura funkcia stato de la cerbo.,”diris Vargas-Irwin, kiu estas aligita kun Brown’s Carney Instituto por Cerbo-Scienco.

Por fari ĉi tion, unue Vargas-Irwin kaj lia teamo trejnos rhesus-makakojn por fari malsamajn movojn dum ili kaptas tri malsamajn arojn de informoj.. La teamo registros la neŭralan agadon de la makako, uzu Holivudo-similan movkaptan sistemon por spuri ĝiajn precizajn movojn, kaj registri la vidan medion per fotilo kaj artefarita vizio.

Poste, la teamo prenos la informojn pri movokaptado kaj la informojn pri artefarita vidado kaj provos antaŭdiri la neŭralan agadon. “Ĉi tio povas soni iomete malantaŭen, sed la ideo estas vidi kion la neŭronoj en la mova kortekso fakte kodas kaj tiam povi evoluigi pli precizajn modelojn.,” Vargas-Irwin diris.

Ili scios, ke ili komprenas, kiaj trajtoj de la neŭrala agado reflektas la medion kaj kiaj trajtoj reflektas la celitan movadon kiam ili povas preni la neŭralan agadon de la rhesus-makako kaj la artefaritan vizion kaj ĝuste antaŭdiri ĝian movadon..

Uzi rhesus-makakojn estas grava por ke la teamo povu kolekti informojn pri la precizaj movadoj kiuj rezultas el la neŭrala agado., Vargas-Irwin diris. Ĉi tio ebligos al ili taksi iliajn modelojn kaj ne estus havebla de homaj pacientoj kiuj havas tre limigitan moviĝon. Kiam la teknologio estas poste aplikita al la klinikaj provoj de BrainGate - kiun Vargas-Irwin diris, ke li plene antaŭvidas - al pacientoj estos montritaj antaŭdestinitaj movadaj sekvencoj kaj estos petitaj provi generi la saman movadon..

Ĉiun jaron la NIH subtenas nekutime novigan esploradon de fruaj karieresploristoj, Vargas-Irwin estis unu el 58 rekonita ĉi-jare. Aliaj laboratorioj traktas pli konvencian aliron por plibonigi precizecon en interpretado de motorkortekso-agado. Ĉi tio implikas registri neŭralan agadon en multaj rilataj areoj, kiel ekzemple la vidkortekso kaj malantaŭa parietala kortekso, kiuj estas implikitaj en movplanado. Vargas-Irwin diris tion por klinikaj pacientoj, gravas havi la plej malgrandan kvanton da sensiloj, kiuj ankoraŭ provizas klarajn informojn. Eble, la metodo eĉ povus anstataŭigi pliajn enplantaĵojn per eksteraj sensiloj kiel vidbendaj kameraoj.

John Donoghue, gvidanto de BrainGate kaj Brown profesoro pri neŭroscienco kiu laboris kun Vargas-Irwin por pli ol 15 jaroj, diris, ke li ĝojis vidi la NIH rekoni Vargas-Irwin kun la prestiĝa premio.

"Lia projekto alportas saĝan aliron por atingi multe pli bonan kontrolon por cerbaj komputilaj interfacoj (BCIoj) aldonante vidajn informojn al neŭralaj signaloj en nova maniero,” Donoghue diris. "Ĉi tiu esplorado antaŭenigos kaj bazan komprenon pri kiel sensaj signaloj kontribuas al kodigo de movado de la cerbo kaj praktikan scion pri kiel krei utilajn BCIojn, kiuj restarigas movadon al homoj kun paralizo."

Vargas-Irwin kreskis en Cali, Kolombio, kaj gajnis sian kaj sian bakalaŭron kaj Ph.D. el Brown. Li diris, ke li delonge interesiĝas pri laboro por kompreni kiel retoj de neŭronoj kunigas fortojn por prilabori informojn.

"La motora sistemo estas interesa ĉar estas kompleksa komputado okazanta en la cerbo, kaj ni povas rekte mezuri la eligon," li diris. "Kaj kompreneble ni povas uzi ĉi tiun komprenon pri motorcirkvitoj por evoluigi teknologion por helpi homojn kun motoraj malordoj aŭ vundoj."

Fonto:

https://news.brown.edu