Forskare visar hur datorer en dag kan kringgå ryggmärgen

Annons

Om jag sa till dig att datorer en dag tillåter människor som är förlamade att gå igen, skulle du tro mig? Tja, om framgången för japanska forskare förra veckan är någon indikation, är förmågan att kontrollera människokroppen med en dator inte särskilt långt ner på vägen.

Den 14 augusti, Yukio Nishimura, docent vid National Institute for Physiology Sciences (NIPS), utfärdade ett pressmeddelande säger att forskargruppen framgångsrikt hade skapat en konstgjord koppling mellan hjärnan och benen hos en testperson.

Enligt pressmeddelandet tappade teamet i huvudsak in signal från hjärnan Pluggar i din hjärna och kropp - Framtiden för implanterade datorerMed den nuvarande trenden med teknisk innovation och framsteg är det nu en bra tid att utforska den senaste tekniken inom datormänskliga tekniker. Läs mer för armrörelse så att varje gång patienten rörde armen under gångaktivitet, använde datorgränssnittet den signalen för att styra en magnetisk stimulator som körde "ryggradens rörelsecentrum", vilket möjliggör full ben rörelse.

Även om den testade personen var "neurologiskt intakt", ombads de att hålla benen avslappnade. När datorns förbikoppling var inaktiverad förblev motivets ben stillastående. När förbikopplingen var aktiverad, rörde benen i tid med rörelsen av motivets armar.

Kontrollera kroppen med datorer

Målet med projektet var att hjälpa patienter med gångstörningar på grund av ryggmärgsskada. Sådana skador kan resultera i antingen delvis eller fullständigt avbrott av signaler mellan hjärnan och "ryggradscentralen" som styr benrörelsen.

Detta avbrott kan orsaka en onaturlig gång eller fullständig oförmåga att kontrollera benen alls.

Enligt forskarna styr rörelsecentret i ryggraden regelbundna rörelser som promenader eller simning. Målet med forskningen var att försöka stimulera lokomotionscentret icke-invasivt med magnet stimulator, för att möjliggöra benkontroll och gånghastighet utan behov av direkt involvering av hjärna.

Nishimura förklarade att även om den framgångsrika förbikopplingen kan hjälpa till att möjliggöra rörelse där det annars var nästan omöjligt att gå, finns det begränsningar. Patienter kan bara kontrollera robotliknande gångrörelser och hastighet, men inte svänga, flytta åt sidan eller andra mer komplexa benrörelser.

Vi hoppas att denna teknik skulle kompensera för de avbrutna vägarnas funktion genom att skicka en avsiktligt kodad kommando till det bevarade ryggradscentret och återfå volymkontrollerat promenader hos individer med paraplegi. Men den stora utmaningen att denna teknik inte hjälper dem att undvika hinder och att upprätthålla hållning. Vi arbetar noggrant mot klinisk tillämpning inom en snar framtid.

Testa lokomotivet

Testet av den datorstödda ryggmärgsomkopplingen innebar att "knacka" på signalen till armarna från hjärnan, och aktivera sedan lokomotorn i ryggraden när "förbikopplingen" vreds på.

I experimentet fäste forskarna ett ämne till magnetapparaten och bad personen att hålla benen helt avslappnade. Motivet fick då besked att svänga armarna som om han gick. Forskare stängde sedan av förbikopplingen och märkte att försöksbenen inte rörde sig. Sedan aktiverade de förbikopplingen, och motivets ben började röra sig i samma rytm som armrörelsen.

I videon som släppts av National Institute of Natural Sciences kan du titta på som forskare sänkte sedan motivet till golvet, där han började gå framåt tills han äntligen slog en fotboll boll.

Omgå ryggmärgen

Denna typ av forskning har pågått länge med milstolpar av framgångar på vägen. År 2011, till exempel sju år efter att en motorcykelolycka lämnade honom förlamad, hjälpte forskare vid University of Pittsburgh 30-åriga Tim Hemmes kontrollerar rörelsen av en robotarm genom att använda ett elektrokortikografiskt nät (EcoG) placerat på ytan av Hemmes ' hjärna.

Den framgången, och andra gillar det i fältet, bevisade det hjärnsignaler Programmera din hjärna Binaural Beats With GnauralVarje musikfan vet att en bra melodi kan ändra ditt humör, men är det möjligt för ljud att faktiskt förändra dina hjärnvågor? Troende på binaurala slag tror det. De hävdar att dessa ljud, när de lyssnat på ... Läs mer kan fångas och tolkas till kontrollera externa enheter Kontrollera din Windows-dator med ditt ansikte med eViaCam Läs mer .

År 2012 kunde forskare vid Northwestern University använda liknande "hjärnmaskin" -teknologi för att kringgå ryggmärgen, precis som de japanska forskarna åstadkom den förra veckan. Lee E. Miller, professor i neurovetenskap vid Northwestern University, förklarade Northwestern-forskningen på följande sätt:

Vi avlyssnar de naturliga elektriska signalerna från hjärnan som berättar armen och handen hur man ska röra sig och skickar dessa signaler direkt till musklerna.

I sina experiment registrerade nordvästliga forskare hjärnans och muskelsignalerna i apor när aporna grep och lyfte en boll. Forskare utvecklade sedan en algoritm så att de kunde avkoda hjärnsignaler och identifiera när subjektet ville utföra samma åtgärder senare.

Forskare använde ett lokalbedövningsmedel för att paralysera apans arm vid armbågen och använde sedan en neuroprotes för att kontrollera handmusklerna när det rätta ”handrörelsemönstret” känns igen från apans hjärna avläsningar. Med den nya konfigurationen - dvs datorn som kringgår ryggmärgen - kunde aporna ta tag i och lyfta bollen nästan lika lätt som de gjorde när handen inte blev förlamad.

Professor Miller förutspådde exakt vart hans forskning skulle leda inom en snar framtid:

Denna anslutning från hjärna till muskler kan en dag användas för att hjälpa patienter som är förlamade på grund av ryggmärgsskada att utföra aktiviteter i det dagliga livet och uppnå större självständighet.

De japanska forskarna bevisade det ut förra veckan och banade vägen för den framtida användningen av datorer och hjärnvågsanalys De 8 bästa Binaural Beats-apparna för AndroidHär är de bästa binaural beats-apparna för Android. Dessa toner hjälper dig att fokusera, koppla av, bli mer kreativ och mycket mer. Läs mer för att övervinna fysiska problem i samband med ryggmärgsskada.

Vart ser du vetenskapen om hjärnmaskingränssnitt gå? Kommer implanterade datorer en dag tillåta förlamade att leva normala liv igen? Dela dina tankar i kommentarerna nedan.

Bildkrediter: Ryggrad Via Shutterstock