How Implants And A Robotic Arm Let A Paralyzed Man Regain Feeling

ناتان کوپلند، یک مرد 28 ساله که پس از یک تصادف اتومبیل احساسات خود را عوض نمی کند یا حرکت می کند، از طریق یک بازوی روبوتی که با مغز او کنترل می کند، احساس لمس را به دست می آورد.

جراحی کوپلاند، که شامل اعمال چهار آرایه میکروالکترودهای کوچک است که تقریبا نصف اندازه یک دکمه پیراهن در مغز او است، ابتدا پزشکی است.

ایمپلنت به رابط کامپیوتر مغز (BCI) متصل شده است، که توسط محققان دانشگاه پیتزبورگ توسعه یافته است. تیم نتایج را توضیح می دهد ترجمه علوم پزشکی.

اندرو بی شوارتز ، استاد مغز و اعصاب ، استاد نوروبیولوژی و کرسی علوم اعصاب سیستم ها ، می گوید: "مهمترین نتیجه در این مطالعه این است که میکرو تحریک قشر حسی می تواند احساس طبیعی را به جای گزگز ایجاد کند. "این تحریک ایمن است و احساسات برانگیخته طی ماهها پایدار هستند.

{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}

"هنوز تحقیقات زیادی وجود دارد که باید برای درک بهتر الگوهای تحریک شده برای کمک به بیماران انجام حرکات بهتر انجام شود."


innerself subscribe graphic


این اولین تلاش تیم در BCI نیست. چهار سال پیش، با همکاری جنیفر کولینگر، استادیار پزشکی فیزیکی و توانبخشی، و محقق تحقیقاتی برای سیستم بهداشتی VA Pittsburgh، همکاری کردیم و این تیم BCI را معرفی کرد که به یان Scheumermann کمک کرد، که به علت بیماری دژنراتیو، کادریپلژی است. ویدیو Scheumann تغذیه خودش شکلات با استفاده از بازوی رباتیک ذهن کنترل در سراسر جهان دیده می شود. قبل از آن، تیم Hemmes، در تصادف موتورسیکلت فلج شد با دست های خود را با دوست دخترش لمس کرد.

اما راه بازوهای ما به طور طبیعی حرکت می کند و با محیط اطراف ما ارتباط برقرار می کند به این معنی است که فقط فکر کردن و حرکت عضلات راست را داشته باشد. ما می توانیم بین یک تکه کیک و یک نوشابه را از طریق لمس تماشا کنیم، کیک را به آرامی از کیک برداشت. بازخورد ثابت که از حس لمس دریافت می شود اهمیت اساسی دارد زیرا به مغز می گوید که در آن حرکت می کند و چه میزان.

رهبر مطالعه رابرت گونت، استادیار طب فیزیکی و توانبخشی، این قدم بعدی برای BCI بود.

همانطور که گانت و همکاران به دنبال کاندید مناسب بودند، سیستم خود را توسعه دادند و تصحیح کردند، به طوری که ورودی های بازوی روبوتیک از طریق یک آرایه میکروالکترومنت اعمال شده در مغز که در آن نورون هایی که حرکت و لمس دست را کنترل می کنند، منتقل می شود. آرایه میکروالکترودهای و سیستم کنترل آن، که توسط Blackrock Microsystems توسعه داده شده است، همراه با بازو رباتیک که توسط آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز ساخته شده است، تمام قطعات پازل را تشکیل داده است.

داستان کوپلند

در زمستان 2004، Copeland، که 18 در آن زمان بود، در هنگام بارش باران، هنگامی که در یک حادثه خودرو بود که گردن او را می شکند و مجروحیت ستون فقرات او را مجروح کرد، او را از چهارگوشه پایین از قفسه سینه بالا می برد.

پس از حادثه، او در رجیستری بیماران مایل به شرکت در آزمایشات بالینی ثبت نام کرده بود. تقریبا یک دهه بعد، تیم تحقیق پرسید آیا علاقه مند به شرکت در مطالعه تجربی است یا خیر.

پس از گذشت تست های غربالگری، Copeland در بهار سال گذشته به اتاق عمل رانده شد. تکنیک های تصویربرداری برای شناسایی مناطق دقیق مغز کوپلند که مربوط به احساسات در هر یک از انگشتان دست و کف دست او بود، استفاده شد.

Copeland در مورد یک ماه پس از جراحی گفت: "من می توانم فقط در مورد هر انگشت احساس - احساس واقعا عجیب و غریب است. "گاهی اوقات آن را الکتریکی و گاهی اوقات فشار آن احساس می کند، اما بیشتر از آن، من می توانم با انگیزه های دقیق بسیاری از انگشتان را بگویم. انگشتان دستم را لمس می کنند و فشار می آورند.

در این زمان، Copeland می تواند احساس فشار و شدت آن را تا حدودی تشخیص دهد، گرچه او نمیتواند هوشیار باشد که ماده ای گرم و یا سرد باشد. توضیح می دهد که الیزابت تایلر کبرا، پژوهشگر تحقیق و جراح مغز و اعصاب.

گانت می گوید همه چیز در مورد کار به معنای استفاده از توانایی طبیعی طبیعی مغز است تا مردم را از آنچه که از دست رفته است فراموش نکنند.

گانت می گوید: "هدف نهایی ایجاد یک سیستم است که حرکت می کند و احساس می کند درست مثل بازوی طبیعی است." "ما یک راه طولانی برای رفتن به آنجا داریم، اما این یک شروع عالی است."

پروژۀ پروتزهای انقلاب آژانس پروژه های پیشرفته دفاع پیشرفته، بخش اعظم بودجه را فراهم کرد.

منبع: دانشگاه پیتزبورگ

کتاب های مرتبط:

at InnerSelf Market و آمازون