Možganski vsadek daje otipni občutek robotski roki

v odlični formi / Robotske roke v akciji.

Medicinski center Univerze v Pittsburghu

Eden najbolj neverjetnih primerov obljube o presaditvi možganov je prikazan v video V katerem ohromljena oseba poleg svojih misli nadzira tudi robotsko roko. Že sama tehnika je impresivna, a veselje na obrazu tekmovalke, ko se prvič po več kot desetletju napije, resnično pripelje domov, kako pomembna je lahko ta tehnika.

Čeprav smo še vedno desetletja oddaljeni od široke uporabe vsadkov, še vedno obstajajo znaki napredka pri izboljšanju njihove funkcionalnosti. Prejšnji teden smo videli presaditev živca Pretvorite posnetke v pravo besedilo. Ta teden je raziskovalna skupnost sledila robotski roki, nadzorovani z vsadkom, ki uporabniku preko drugega vsadka pošilja taktilne povratne informacije.

Povezovanje čutov

Ko gremo po predmet, ga lociramo predvsem z vizijo. Od tam delujejo druga čutila. Ljudje imamo občutek, imenovan propriocepcija, ki nam pomaga vedeti, kje so naši deli telesa, četudi niso vidni. Naš občutek za dotik nam pove, kdaj smo stopili v stik s predmetom, občutek pritiska pa nam pokaže, kako močno smo objekt držali. Vizualni sistem hitro postane sekundarni za proces.

Toda pri zgodnjem robotskem orožju smo morali le še vizualni sistem. Uporabniki so morali roko vizualno slediti, ko jo manevrirajo, in morali so ugibati, kdaj je njihov močan oprijem pri pogledu na predmet. Čeprav to pomeni izboljšanje ohromelosti, ni posebno spontano. Zahteva tudi obsežno usposabljanje in zahteva vso pozornost ročnega uporabnika. Dodajanje nekaterih drugih čutov bo prineslo očitne koristi.

Čeprav je propriocepcija izziv za rekonstrukcijo, so občutki dotika in pritiska veliko bolj neposredni. Začetni poskusi odzivanja na dotik in pritisk so vključevali zaznavanje madežev kože. Sistem je zahteval obsežno usposabljanje za pretvorbo občutka uporabnika v informacije o pritisku, ki ga izvajajo robotski prsti.

READ  Zvezda umre zaradi "špagetifikacije", saj jo zaužije supermasivna črna luknja

Toda od takrat smo razvili trdno razumevanje področij možganov, ki obdelujejo informacije, ki jim jih pošljejo senzorične živčne celice v roki. Za nove raziskave je ekipa v del možganov postavila dva elektrodna polja, ki posebej obdelujejo informacije, ki prihajajo s kože. Aktiviranje teh elektrod – skupaj jih je bilo 32 – je povzročilo občutek, da nekaj vpliva na dlan in prste.

Novi (stari) občutki

Udeleženci študije, ki so bili paralizirani pod vratom, so skoraj dve leti nadzorovali robotsko roko s presaditvijo možganov v motorno-nadzorni regiji svojih možganov. Tudi roko je lahko uspešno uporabljal brez občutka. Za nove poskuse pa je raziskovalna skupina izvedla alternativne teste z dodatnimi otipnimi povratnimi informacijami roke in teste, v katerih je bil ta sistem izklopljen. Večina testov je obsegala lovljenje predmetov različnih oblik, odnašanje kam in nato spuščanje.

Več posameznih testov je pokazalo podoben vzorec: občutek za dotik je bistveno izboljšal delovanje. Povprečni čas zaključka zaporedja pobiranja / premikanja / spuščanja se je v vseh primerih skrajšal, pri čemer je bila razlika v skoraj polovici statistično pomembna. Z drugimi besedami, v času, ko je udeleženec potreboval devet nalog z izklopljenim sistemom na dotik, je lahko z aktivnim sistemom opravil več kot ducat nalog.

Medtem ko je bil vsak vidik dela izboljšan, je najpomembnejši zagon prinesel postopek zajemanja predmeta. Ko so bile vklopljene taktilne povratne informacije, se je čas med udeležencem, ki se je z roko dotaknil predmeta in dvignil predmet z mize, zmanjšal za dve tretjini. Ko je bil sistem zaprt, je udeleženec porabil več časa za urejanje roke, da je zagotovil stabilen oprijem, preden je nadaljeval.

S sistemom tipiziranja, ki temelji na presaditvi možganov, je bil v tej študiji le en udeleženec, zato bomo morali potrditi, da sistem deluje bolj normalno, preden postane preveč stimuliran. Vendar ni razloga, da bi bili presenečeni nad rezultati – čeprav se jih morda ne zavedamo vedno, imajo dotik in pritisk glavno vlogo pri tem, kar počnemo z rokami. Z usmerjanjem na desno regijo možganov implantacija izkoristi sisteme, ki jih že imajo možgani, za upravljanje takšnega senzoričnega vnosa.

READ  Ogromne "zobaste" ptice so preletele Antarktiko pred 40 do 50 milijoni let

Na splošno delo osvetli obljubo teh vsadkov – in delo, ki nam preostane. Že tako zgoden sistem lahko izboljša življenje mnogih ohromljenih ljudi. Toda tehnike presaditve se bodo sčasoma povečale in še naprej bomo izboljševali svoje razumevanje delovanja posameznih možganskih regij. Na neki točki lahko tehnologija napreduje v večje preskuse in potencialno širšo medicinsko uporabo.

Znanost, 2021. DOI: 10.1126 / science.abd0380 (O DOI)

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x