Jak myśli mógł elektroniczne protezy jeden dzień kontroli, bezprzewodowo

Zespół skupia się na poprawie się interfejs mózg-komputer, urządzenie wszczepiane pod czaszkę na powierzchni mózgu pacjenta. Implant łączy układ nerwowy człowieka z urządzeniem elektronicznym, które mogą, na przykład, pomaga przywrócić pewną kontrolę silnika do osoby z urazem rdzenia kręgowego, lub kogoś z neurologicznego stanu jak stwardnienie zanikowe boczne, zwane też chorobą Lou Gehriga.

Obecna generacja tych urządzeń nagrać ogromne ilości aktywności neuronalnej, a następnie przekazać te sygnały mózgowe poprzez przewody do komputera. Ale kiedy badacze próbowali stworzyć bezprzewodowe interfejsy mózg-komputer, aby to zrobić, zajęło tak dużo energii, aby przesyłać dane, że urządzenia będą generować zbyt dużo ciepła, aby być bezpieczne dla pacjenta.

Teraz zespół kierowany przez inżynierów elektryków i neurologów Krishna Shenoy, PhD, i Boris Murmann, PhD, i neurochirurga i neurobiolog Jaimie Henderson, MD, wykazały, jak to będzie możliwe stworzenie urządzenia bezprzewodowego, zdolny do gromadzenia i przekazywania dokładnych neuronowe sygnały, stosując jedną dziesiątą mocy wymaganej przez obecne systemy przewodów włączone. Te urządzenia bezprzewodowe będą wyglądać bardziej naturalnie niż w modelach przewodowych i dać pacjentom swobodniejszy zakres ruchu.

absolwent Nir Even-Chen i adiunkt Dante Muratore, PhD, opisują podejście zespołu w dokumencie Natura Inżynierii Biomedycznej.

neurolodzy Zespół zidentyfikował konkretne sygnały neuronowe potrzebnych do sterowania urządzeniem protetyczne, takie jak ramię robota lub kursora komputerowego. elektrycy Zespół jest następnie zaprojektował układ, który pozwoliłby na przyszłość, bezprzewodowy interfejs mózg-komputer do przetwarzania i przekazywania tych te starannie identyfikowane i izolowane sygnały, zużywa mniej energii, a tym samym czyni go bezpiecznie wszczepić urządzenie na powierzchni mózgu.

Aby przetestować swój pomysł, naukowcy zebrali dane neuronalne z trzech naczelnych i jednego uczestnika w ludzkiej (BrainGate) badaniu klinicznym.

Jak badani wykonywane zadania ruchowe, takie jak umieszczenie kursora na ekranie komputera, naukowcy dokonali pomiarów. Wyniki walidacji hipotezę, że interfejs bezprzewodowy może precyzyjnie kontrolować ruchu danej jednostki przez zapis podzbiór sygnałów mózgu dotyczące akcji, zamiast działać jak urządzenie przewodowe i zbierania sygnałów mózgu luzem.

Następnym krokiem będzie budowa implantu na podstawie tego nowego podejścia i przejść przez serię testów w kierunku ostatecznego celu.