INTERFEJSY MÓZG-MASZYNA POMAGAJĄ W RUCHU SPARALIŻOWANYCH KOŃCZYN Jak interfejsy mózg-maszyna pomagają poruszać się sparaliżowanym kończynom

w 2012, Miller opublikował przełomowe wyniki wysiłków swojego laboratorium w walce z paraliżem. W latach od, naukowcy z Ohio State i Case Western Reserve University opublikowali dokumenty koncepcyjne ilustrujące, jak podobne interfejsy mózg-maszyna mogą działać u sparaliżowanych ludzi.

Zanim rozpocznie się jakakolwiek rozmowa na temat jego badań, Neurobiolog z Północnego Zachodu Lee Miller może już przewidzieć wielkie pytanie. Jeśli uda mu się przywrócić ruch ramion u sparaliżowanej małpy?, kiedy mógłby zrobić to samo u ludzi??

Odpowiedź — którą Miller omówi podczas tegorocznej imprezy Science Café — brzmi „wcześniej, niż myślisz”.

„Naukowcy są na skraju urzeczywistnienia tego,” mówi Miller, a 2016 wprowadzić do College of Fellows Amerykańskiego Instytutu Inżynierii Medycznej i Biologicznej. „Dzięki postępowi technologicznemu i zwiększonemu ukierunkowaniu na finansowanie, pomysł rozwiązania urazów rdzenia kręgowego za pomocą urządzenia elektronicznego prawdopodobnie pojawi się w ciągu najbliższych pięciu lub 10 lat”.

U ludzi z uszkodzeniem rdzenia kręgowego brakuje połączeń między mózgiem a obwodami rdzenia kręgowego, które są niezbędne do dobrowolnego ruchu. Na calym swiecie, więcej niż 130,000 ludzie każdego roku przeżywają takie urazy, ale doznają rozległego paraliżu.

„To może brzmieć jak wątek sci-fi, ale podstawą całej tej pracy są dziesięciolecia podstawowych badań naukowych,” mówi Miller, samozwańczy neuroinżynier, który ma stopnie naukowe z fizyki, Inżynieria biomedyczna, i fizjologia. „W naszym laboratorium, byliśmy w stanie podsłuchać naturalne sygnały elektryczne z mózgu, które mówią ramieniu i dłoni, jak się poruszać. Nasz interfejs mózg-maszyna przeskakuje przez rdzeń kręgowy i wysyła te same sygnały bezpośrednio do mięśni”.

To sztuczne połączenie między mózgiem a mięśniami może kiedyś zostać wykorzystane do pomocy pacjentom sparaliżowanym z powodu urazu rdzenia kręgowego w wykonywaniu codziennych czynności. Badania Millera przeprowadzono na małpach, których sygnały elektryczne w mózgu i mięśniach były rejestrowane przez wszczepione elektrody, gdy chwytały piłkę, podniósł go i umieścił w małej tubie. Nagrania te pozwoliły naukowcom opracować algorytm lub „dekoder”, który umożliwił im przetwarzanie sygnałów mózgowych i przewidywanie wzorców aktywności mięśni, gdy małpy chciały poruszyć piłką.

Naukowcy podali małpom znieczulenie miejscowe, aby zablokować aktywność nerwów w łokciu, powodując tymczasowe, bezbolesny paraliż ręki. Za pomocą specjalnych urządzeń w mózgu i ramieniu – razem nazywanych neuroprotezą – sygnały mózgowe małp były wykorzystywane do kontrolowania niewielkich prądów elektrycznych dostarczanych do ich mięśni w mniej niż 40 milisekundy po sygnałach mózgu, powodując, że się kurczą, i pozwalając małpom podnieść piłkę i wykonać zadanie prawie tak dobrze, jak wcześniej.

Miller omówi swoje badania na imprezie Science Café w październiku 24 z 6:30 do 8 po południu. w Grillu Remizyjnym, 750 Chicago Ave. w Evanston. Northwestern’s Science Café jest bezpłatne i otwarte dla publiczności.

Źródło:

research.northwestern.edu, przez Rogera Andersona