Forskere viser hvordan datamaskiner kan en dag omgå ryggraden

Hvis jeg fortalte deg at en dag datamaskiner vil tillate folk som er lammet til å gå igjen, vil du tro på meg? Vel, hvis suksessen til japanske forskere i forrige uke er noen indikasjon, er evnen til å kontrollere menneskekroppen med en datamaskin ikke så langt nedover veien.

Den 14. august utstedte Yukio Nishimura, lektor ved National Institute for Physiological Sciences (NIPS) en pressemelding som sier at forskerholdet med hell hadde skapt en kunstig forbindelse mellom hjernen og benene til et testemne.

Ifølge pressemeldingen tappet teamet hovedsakelig til signalet fra hjernen. Plugging In Your Brain and Body - Fremtiden for Implanted Computers Plugging In Your Brain and Body - Fremtiden for Implanted Computers Med den nåværende trenden med teknisk innovasjon og fremskritt, Nå er det en god tid å utforske toppmoderne teknologi i datamaskiner. Les mer for armbevegelse slik at når pasienten beveget armen under gangaktivitet, brukte datagrensesnittet det signalet til å styre en magnetisk stimulator som kjørte “spinale lokomotiv senter”, muliggjør full bevegelse.

Selv om emnet ble testet “neurologisk intakt”, De ble bedt om å holde bena avslappet. Når datamaskinomkoblingen ble deaktivert, forblir fagbenene stasjonære. Når bypasset var aktivert, ville beina bevege seg i tid med bevegelsen av fagets armer.

Kontrollere kroppen med datamaskiner

Målet med prosjektet var å hjelpe pasienter med gangstørrelser på grunn av ryggmargsskade. Slike skader kan resultere i enten delvis eller full avbrudd av signaler mellom hjernen og “spinale lokomotiv senter” som styrer beinbevegelse.

Denne forstyrrelsen kan forårsake en unaturlig gang, eller den totale manglende evne til å kontrollere beina i det hele tatt.

Ifølge forskerne styrer lokasjonen i ryggraden vanlige bevegelser som å gå eller svømme. Målet med forskningen var å forsøke å stimulere lokasjonslokalet ikke-invasivt med en magnetisk stimulator, for å muliggjøre benkontroll og ganghastighet uten behov for direkte involvering av hjernen.

Nishimura forklarte at selv om den vellykkede bypassen kunne hjelpe til med å muliggjøre bevegelser der ellers vandring var nesten umulig, er det begrensninger. Pasienter kan kun kontrollere robot-lignende gangbevegelse og fart, men ikke snu, skifte til side eller andre mer komplekse bevegelser.

Vi håper at denne teknologien vil kompensere for avbruddspassens funksjon ved å sende en bevisst kodet kommando til det bevarede spinallokomotoriske senteret og gjenvinne voluntisk kontrollert gangavstand hos personer med paraplegi. Men den store utfordringen at denne teknologien ikke hjelper dem å unnslippe hindringer og å opprettholde holdning. Vi arbeider nøye med klinisk bruk i nær fremtid.

Testing av lokomotivbypass

Prøven på den datamaskinstøttede ryggmargens bypass er involvert “tappe” inn i signalet til armene fra hjernen, og deretter aktivere det lokomotoriske senteret i ryggraden når “bypass” ble slått på.

I forsøket festet forskerne et emne til det magnetiske apparatet, spurte motivet for å holde beina helt avslappet. Emnet ble da fortalt å svinge armene som om han gikk. Forskere svingte deretter bypassen, og la merke til at fagene benene ikke beveget seg. Da aktiverte de bypassen, og fagbenet begynte å bevege seg i samme rytme som armbevegelsen.

I videoen utgitt av National Institutes of Natural Sciences, kan du se som forskere så senket emnet til gulvet, hvor han begynte å bevege seg frem til han endelig slo en fotball.

Bypassering av ryggraden

Denne typen forskning har pågått en stund, med milepæler av suksesser underveis. For eksempel, i 2011, syv år etter at en motorsykkelulykke forlot ham paralysert, hjalp forskere ved University of Pittsburgh 30-årige Tim Hemmes å kontrollere bevegelsen av en robotarm ved å bruke et elektrokortikografisk grid (EcoG) plassert på overflaten av Hemmes 'hjerne.

Den suksessen, og andre liker det i feltet, viste at hjernens signaler Programmer De binaurale beats of your brain med gnaural program De binaurale beats of your brain med gnaural Hver musikkvifte vet at en god melodi kan forandre humøret ditt, men er det mulig for Lyder å faktisk endre din brainwaves? Troende i binaural beats tror det. De hevder disse lydene, når de lyttet til ... Les mer kan bli avlyttet og tolket for å kontrollere eksterne enheter Kontroller Windows-PCen med ditt ansikt med eViaCam Kontroller Windows-PCen med ditt ansikt med eViaCam Les mer .

I 2012 kunne forskere ved Northwestern University bruke lignende “hjerne-maskin” teknologi for å omgå ryggmargen, akkurat som hvordan forskerne i Japan oppnådde det i forrige uke. Lee E. Miller, professor i nevrovitenskap ved Northwestern University, forklarte nordvestforskningen som følger:

Vi avlyser på de naturlige elektriske signalene fra hjernen som forteller armen og hånden hvordan man beveger seg, og sender disse signalene direkte til musklene.

I sine eksperimenter registrerte nordvestforskere hjernen og muskelsignalene i apekatter som apekatter grep og løftet en ball. Forskere utviklet deretter en algoritme slik at de kunne dekode hjernens signaler og identifisere når motivet ønsket å utføre de samme handlingene senere.

Forskerne brukte en lokalbedøvelse til å lamme apenes arm i albuen, og brukte deretter en neuroprostese for å kontrollere håndmuskulaturen når det er riktig “håndbevegelse” mønster ble gjenkjent fra apenes hjernelesninger. Med den nye konfigurasjonen - dvs. datamaskinen omgå ryggraden - var apene i stand til å forstå og løfte ballen nesten like lett som de gjorde da hånden ikke ble lammet.

Professor Miller spådde nøyaktig hvor hans forskning ville lede i nær fremtid:

Denne forbindelsen fra hjerne til muskler kan en dag brukes til å hjelpe pasienter lammet på grunn av ryggmargsskader utføre aktiviteter i dagliglivet og oppnå større uavhengighet.

De japanske forskerne viste det ut i forrige uke og banet vei for fremtidig bruk av datamaskiner og hjernebølgeanalyse. 5 Applikasjoner for å stille hjernen din med Binaural Beats [Android] 5 Applikasjoner for å stille hjernen din med binaural beats [Android] Å være sterkt interessert i områder av frie vitenskap og teknologi, er jeg alltid fascinert og fascinert av eventuelle krav om teknologi som påvirker biologi, eller omvendt. Det sier seg selv at jeg er ... Les mer for å overvinne fysiske problemer forbundet med ryggmargenskade.

Hvor ser du vitenskapen om hjernetrimgrensesnittene som går? Vil implanterte datamaskiner en dag tillate lammet til å leve normalt liv igjen? Del dine tanker i kommentarfeltet nedenfor.

Image Credits: Ryggrad via Shutterstock

Utforsk mer om: Bionic Technology, Geeky Science.