Apa kontrollerar extremitetens rörelser av "avatar" med sitt sinne


Apa kontrollerar extremitetens rörelser av

I filmen Avatar , Människor driver kroppen av en mänsklig hybridart, kallad Na'vi, med sina sinnen. Nu har forskare från Harvard Medical School i Boston, MA, utfört en liknande teknik i apor - med hjälp av neurala enheter som möjliggjorde en alert monkey för att kontrollera sinnet hos en som tillfälligt förlamades.

Forskargruppen, inklusive Ziv Williams vid Neurokirurgiska institutionen vid Harvard Medical School, säger att resultaten ger ett bevis på att sådana strategier kan användas vid rehabilitering av patienter som är förlamade.

Forskningen har nyligen publicerats i tidningen Naturkommunikation .

Enligt utredarna har tidigare forskning visat att neuroner i många delar av hjärnan kan styra externa enheter, till exempel en markör på en datorskärm. Denna direkta kommunikation kallas hjärnmaskingränssnittet (BMI).

Forskarna säger att nya studier har visat att användningen av BMI kan potentiellt styra robotlimmer.

Under 2012, Medical-Diag.com Rapporterade om en studie som beskriver hur en förlamad kvinna kunde kontrollera en robotproteshand med sina tankar.

Men forskargruppen noterar att även om fynd som dessa är ett viktigt steg framåt i motorstyrningen, har ett annat viktigt mål varit att avgöra hur en förlamad individ kan kontrollera sin egen lemmers rörelse.

Studieförfattarna säger dock att det har uppstått problem med att nå detta mål.

"Till skillnad från kontrollen av externa enheter är ett tydligt problem när det gäller att uppnå limkontroll för rörelse att utmatningen från motorsystemet - till exempel kortikospinalvägen och dess associerade afferenter - i allmänhet inte är explicit känt", förklarar de.

"Den exakta kombinationen av successiva agonistiska och antagonistiska muskelkontraktioner som naturligtvis används för att producera lemmarörelser till olika mål i rymden är svår att explicit fastställa eller reproducera."

Men forskarna säger att de syftar till att ta itu med dessa problem genom att fokusera på de specifika rörelsemålen själva, snarare än att ingripa i rörelsebana.

Avatar apa kontrollerad genom förinspelad neural aktivitet

För studien använde forskargruppen två Rhesus-makaque aper i åldern 6 till 8 år.

En apa var sederad och användes som "avatar", medan den andra användes som "mästaren" apa. Båda aporna blev turna antingen som avatar eller mästaren under olika sessioner.

Den nya studien beskriver hur en "mästare" apa kunde styra lemmarörelserna hos en sedated "avatar" apa med hjälp av förinspelad neural aktivitet.

Forskarna implanterade ett chip i hjärnan av mästarens apa som övervakade aktiviteten på upp till 100 neuroner.

Avatarablen hade upp till 36 elektroder implanterade i ryggmärgen. Tester utfördes för att bestämma hur olika elektrodkombinationer påverkade abens rörelse.

De fysiska rörelserna hos mästarens apa var parade med mönster av elektrisk aktivitet som ägde rum i neuronerna.

Båda aporna var sedan anslutna till varandra, med mästaren apa som skickade rörelsessignaler till ryggmärgen och musklerna i avatar apan.

"Apen som fungerade som mästaren var ansvarig för att styra rörelsen baserat på kortisk inspelade neurala aktiviteter och den andra sedativa apen fungerade som avatar och var ansvarig för att generera rörelse baserat på distal ryggmärg och / eller muskelstimuleringar", förklarar forskarna.

Avatar-apan höll en joystick, medan mästaren apa tänkte på att rikta en markör som presenterades på en skärm.

"Om [mästaren] apa tänkte på att flytta armen uppåt, skulle ryggmärgen [av avataren] stimuleras för att framkalla extremitetens rörelse till samma uppåtgående plats", förklarar Williams för att Medical-Diag.com .

Efter att ha utfört en serie experiment hittade forskarna att mästarens apa kunde kontrollera exakt kontrollen av avatar-abens armrörelse i 80-90% av testen.

Kommentera resultaten, säger forskningen:

Vi visar att både de avkodade aktiviteterna hos premotoriska populationer och deras adaptiva svar kan användas, efter kort träning, för att effektivt styra en avatarens lem till olika mål som varierar på en skärm."

Potentiell behandling för förlamning

Enligt Christopher och Dana Reeve Foundation finns cirka 6 miljoner människor i USA som lever med förlamning - motsvarande 1 av 50 personer.

Utredarna drar slutsatsen att de hoppas att deras resultat kommer att leda till tillvägagångssätt som möjliggör snabbare återhämtning och återställande av lemmarörelser hos patienter med förlamning.

Williams berättade Medical-Diag.com :

I framtiden kan det vara möjligt att implantera en mikrochip i sin hjärna och en annan mikrochip i ryggmärgen under skadan, och anslut sedan dem med en mini-dator för att skapa en funktionell hjärna-till-ryggrad som förbigås Kan återuppliva sin egen förlamade lem."

Han berättade för oss att forskargruppen planerar att skapa en liknande neuroprocess för det som användes i denna studie, men en som kommer att kunna "göra rörelser på mycket finare upplösning och i 3D-utrymme".

"I slutändan är vårt hopp att börja översätta några av detta arbete till klinisk användning," tillade han.

Medical-Diag.com Nyligen rapporterade om en studie som beskriver den första sensoriska förstärkta konstgjorda handen som har gjort det möjligt för en amputat att "känna".

Our Business is to Surrender - Prabhupada 0095 (Video Medicinsk Och Professionell 2022).

Avsnitt Frågor På Medicin: Medicinsk praktik