Натан Коупленд, 28-летний мужчина, который не чувствовал и не двигал нижними руками и ногами после автомобильной аварии, восстановил ощущение прикосновения через роботизированную руку, которую он контролирует своим мозгом.

Операция Copeland, которая включала в себя вставку четырех крошечных микроэлектродных массивов, каждая примерно в половину размера рубашки в мозгу, сначала медицинская.

Имплантаты подключаются к компьютерному интерфейсу мозга (BCI), разработанному исследователями из Университета Питтсбурга. Команда описывает результаты в Наука Поступательное медицины.

«Самым важным результатом этого исследования является то, что микростимуляция сенсорной коры может вызывать естественное ощущение вместо покалывания», - говорит соавтор исследования Эндрю Б. Шварц, профессор нейробиологии и заведующий кафедрой системной нейробиологии. «Эта стимуляция безопасна, а вызванные ощущения сохраняются в течение нескольких месяцев.

{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}

«Существует еще много исследований, которые необходимо провести, чтобы лучше понять шаблоны стимуляции, необходимые для того, чтобы помочь пациентам улучшить движения».

Это не первая попытка команды в BCI. Четыре года назад соавтор исследования Дженнифер Коллингер, доцент по физической медицине и реабилитации, и научный сотрудник Системы здравоохранения Питсбурга, а команда продемонстрировала BCI, которая помогла Ян Шейерманну, у которого есть квадриплегия, вызванная дегенеративным заболеванием. Видео Scheuermann кормит себя шоколадом используя управляемую разумом роботизированную руку, был замечен во всем мире. До этого Тим Хеммес, парализованный в результате аварии на мотоцикле, потянулся, чтобы коснуться рук своей подругой.

Но то, как наши руки естественно движутся и взаимодействуют с окружающей средой вокруг нас, объясняется не только мышлением и движением правильных мышц. Мы можем различать кусок пирога и содовую ванну с помощью прикосновения, подбирая торт более мягко, чем банку. Постоянная обратная связь, которую мы получаем от осязания, имеет первостепенное значение, поскольку она рассказывает мозгу, куда двигаться и на сколько.

Для руководителя исследования Роберта Гонта, доцента физической медицины и реабилитации, это был следующий шаг для BCI.

Поскольку Гонт и его коллеги искали подходящего кандидата, они разработали и уточнили свою систему, так что входы от роботизированной руки передаются через микроэлектродную матрицу, имплантированную в мозг, где расположены нейроны, которые контролируют движение руки и касание. Микроэлектродный массив и его система управления, которые были разработаны Blackrock Microsystems, наряду с роботизированной ручкой, которая была построена Лабораторией прикладной физики Университета Джона Хопкинса, сформировали все части головоломки.

История Коупленда

Зимой 2004, Copeland, который был 18 в то время, ехал ночью в дождливую погоду, когда он был в автокатастрофе, который щелкнул ему по шее и повредил спинной мозг, оставив его с квадриплегией с верхнего сундука.

После аварии он зарегистрировался в реестре пациентов, желающих участвовать в клинических испытаниях. Почти десятилетие спустя исследовательская группа спросила, интересует ли он участие в экспериментальном исследовании.

После того, как он прошел скрининг-тесты, Коупленд вернулся в операционную комнату прошлой весной. Методы визуализации были использованы для определения точных областей мозга Коупленда, соответствующих чувствам в каждом из его пальцев и его ладони.

«Я чувствую почти каждый палец - это действительно странное ощущение, - сказал Коупленд через месяц после операции. «Иногда он чувствует себя электрическим, а иногда и его давлением, но по большей части я могу сказать большую часть пальцев с определенной точностью. Похоже, мои пальцы касаются или толкнули ».

В это время Коупленд может ощущать давление и в какой-то степени различать его интенсивность, хотя он не может определить, является ли вещество жарким или холодным, объясняет исследовавший соисследователь и нейрохирург Элизабет Тайлер-Кабара.

Гаунт говорит, что все, что связано с работой, предназначено для использования естественных, существующих способностей мозга, чтобы вернуть людям то, что было потеряно, но не забыто.

«Конечная цель - создать систему, которая движется и чувствует себя так же, как естественная рука», - говорит Гаунт. «Нам предстоит пройти долгий путь, но это отличное начало».

Большую часть финансирования обеспечила программа «Революционная протезирование» Агентства по оборонным исследованиям.

Источник: Университет Питтсбурга

Похожие книги:

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon