Onderzoekers laten zien hoe computers ooit het ruggenmerg kunnen omzeilen

Als ik je zou vertellen dat computers op een dag mensen die verlamd zijn weer laten lopen, zou je me dan geloven? Nou, als het succes van Japanse onderzoekers vorige week een indicatie is, dan is de mogelijkheid om het menselijk lichaam met een computer te besturen niet erg ver weg.

Op 14 augustus heeft Yukio Nishimura, universitair hoofddocent van het National Institute for Physiological Sciences (NIPS), een persbericht uitgegeven waarin staat dat het onderzoeksteam met succes een kunstmatige verbinding tussen de hersenen en de benen van een proefpersoon heeft gemaakt.

Volgens het persbericht tikte het team in essentie in op het signaal van de hersenen. Je hersenen en lichaam aansluiten - de toekomst van geïmplanteerde computers Je hersenen en lichaam aansluiten - de toekomst van geïmplanteerde computers Met de huidige trend van technische innovatie en vooruitgang, het is nu een goed moment om de stand van zaken op het gebied van computer-menselijke technologieën te verkennen. Meer lezen voor armbeweging, zodat wanneer de patiënt tijdens het wandelen zijn arm bewoog, de computerinterface dat signaal gebruikte om een ​​magnetische stimulator te besturen die de “spinale motoriek centrum”, voor volledige beenbeweging.

Hoewel het geteste onderwerp was “neurologisch intact”, ze werden gevraagd om hun benen ontspannen te houden. Telkens wanneer de bypass van de computer werd uitgeschakeld, bleven de benen van het onderwerp stil. Wanneer de bypass was ingeschakeld, zouden de benen in de tijd bewegen met de beweging van de armen van het onderwerp.

Het lichaam besturen met computers

Het doel van het project was patiënten te helpen met loopstoornissen ten gevolge van ruggenmergletsel. Dergelijke verwondingen kunnen resulteren in een gedeeltelijke of volledige onderbreking van signalen tussen de hersenen en de “spinale motoriek centrum” die de beenbeweging regelt.

Deze onderbreking kan een onnatuurlijke gang veroorzaken, of het volledige onvermogen om de benen helemaal te beheersen.

Volgens de onderzoekers regelt het voortbewegingscentrum in de wervelkolom normale bewegingen zoals wandelen of zwemmen. Het doel van het onderzoek was om het voortbewegingscentrum niet-invasief te stimuleren met een magnetische stimulator, om beencontrole en loopsnelheid mogelijk te maken zonder de noodzaak van directe betrokkenheid van de hersenen.

Nishimura legde uit dat hoewel de succesvolle bypass kon helpen met het mogelijk maken van beweging waar anders wandelen bijna onmogelijk was, er beperkingen zijn. Patiënten kunnen alleen robotachtige loopbewegingen en -snelheid controleren, maar niet draaien, verschuiven naar de zijkant of andere, meer complexe beenbewegingen..

We hopen dat deze technologie de functie van de onderbroken routes zal compenseren door een opzettelijk gecodeerd commando naar het bewaarde spinale locomotorcentrum te sturen en vrijwillig gecontroleerd te blijven lopen bij personen met een dwarslaesie. De grootste uitdaging echter is dat deze technologie hen niet helpt obstakels te ontwijken en hun houding te behouden. We werken in de nabije toekomst nauwgezet aan klinische toepassing.

De locomleiding testen

De test van de computer-ondersteunde ruggenmerg bypass betrokken “aftakking” in het signaal naar de armen van de hersenen, en dan het locomotorisch centrum in de wervelkolom in te schakelen wanneer de “bypass” was ingeschakeld.

In het experiment, de onderzoekers vastgebonden een onderwerp aan het magnetisch apparaat, vroeg het onderwerp om zijn benen volledig ontspannen te houden. Het onderwerp werd toen verteld om zijn armen te slingeren alsof hij aan het lopen was. Onderzoekers zetten vervolgens de bypass uit en merkten op dat de benen van het onderwerp niet bewogen. Vervolgens activeerden ze de bypass en de benen van de onderwerpen begonnen te bewegen in hetzelfde ritme als de armbeweging.

In de video vrijgegeven door de National Institutes of Natural Sciences, kun je kijken hoe onderzoekers het onderwerp vervolgens naar de grond brachten, waar hij begon vooruit te bewegen totdat hij uiteindelijk een voetbal sloeg.

Het ruggenmerg overslaan

Dit soort onderzoek is al een tijd aan de gang, met mijlpalen van successen onderweg. Bijvoorbeeld, in 2011, zeven jaar nadat een motorongeluk hem verlamde, hielpen onderzoekers van de Universiteit van Pittsburgh de 30-jarige Tim Hemmes om de beweging van een robotarm te controleren door een elektrocorticografierooster (EcoG) te gebruiken dat op het oppervlak van Hemmes 'brein.

Dat succes, en anderen vinden het leuk in het veld, bewezen dat hersensignalen Program The Binaural Beats of Your Brain met Gnaural Program The Binaural Beats of Your Brain with Gnaural Elke muziekfan weet dat een goede melodie je humeur kan veranderen, maar is het mogelijk om klinkt om je hersengolven daadwerkelijk te veranderen? Gelovigen in binaural beats denken van wel. Ze claimen deze geluiden, wanneer ze worden geluisterd naar ... Lees meer kan worden onderschept en geïnterpreteerd om externe apparaten te besturen Bedien je Windows pc met je gezicht met eViaCam Controle Je Windows pc met je gezicht met eViaCam Lees meer .

In 2012 konden onderzoekers van de Northwestern University hetzelfde gebruiken “breinmachine” technologie om het ruggenmerg te omzeilen, net zoals de Japanse onderzoekers het vorige week hebben volbracht. Lee E. Miller, hoogleraar Neurowetenschappen aan de Northwestern University, verklaarde het Noordwest-onderzoek als volgt:

We luisteren af ​​op de natuurlijke elektrische signalen van de hersenen die de arm en de hand vertellen hoe ze moeten bewegen en die signalen direct naar de spieren sturen.

In hun experimenten registreerden Noordwestelijke onderzoekers de hersen- en spiersignalen bij apen terwijl de apen een bal pakten en optilden. Onderzoekers ontwikkelden vervolgens een algoritme zodat ze hersensignalen konden decoderen en konden identificeren wanneer het onderwerp later diezelfde acties wilde uitvoeren.

Onderzoekers gebruikten een lokale verdoving om de arm van de aap bij de elleboog te verlammen en gebruikten vervolgens een neuroprothese om de handspieren te controleren wanneer de rechter “handbeweging” patroon werd herkend aan de hersenaflezingen van de aap. Met de nieuwe configuratie - d.w.z. de computer die het ruggenmerg omzeilt - konden de apen de bal bijna net zo gemakkelijk grijpen en optillen als toen de hand niet verlamd was.

Professor Miller voorspelde precies waar zijn onderzoek in de nabije toekomst zou leiden:

Deze verbinding van hersenen naar spieren kan op een dag worden gebruikt om patiënten te helpen die verlamd zijn door ruggenmergletsel om dagelijkse activiteiten uit te voeren en grotere onafhankelijkheid te bereiken.

De Japanse onderzoekers hebben dat vorige week bewezen en de weg geëffend voor het toekomstige gebruik van computers en hersengolfanalyse. 5 Apps om je hersenen te tunen met binaurale beats [Android] 5 apps om je hersenen af ​​te stemmen met binaurale beats [Android] Veel interesse in gebieden van randwetenschap en -technologie, ben ik altijd geïntrigeerd en gefascineerd door claims van technologie die van invloed is op de biologie, of andersom. Het spreekt voor zich dat ik ... Lees meer om fysieke problemen te overwinnen die met ruggenmergletsel samenhangen.

Waar zie je de wetenschap van de interfaces tussen hersenmachines?? Zullen geïmplanteerde computers op een dag toestaan ​​dat verlamden weer een normaal leven leiden? Deel uw mening in de commentarensectie hieronder.

Beeldcredits: Backbone Via Shutterstock

Ontdek meer over: Bionic Technology, Geeky Science.