Исследователи показывают, как компьютеры могут однажды обойти спинной мозг

Если бы я сказал вам, что однажды компьютеры позволят парализованным людям снова ходить, вы поверите мне? Что ж, если успех японских исследователей на прошлой неделе является каким-либо показателем, способность управлять человеческим телом с помощью компьютера не очень далеко от дороги.

14 августа Юкио Нисимура, доцент Национального института физиологических наук (NIPS), выпустил пресс-релиз, в котором говорилось, что исследовательская группа успешно создала искусственную связь между мозгом и ногами испытуемого..

Согласно пресс-релизу, команда по сути подключилась к сигналу от мозга Подключить свой мозг и тело - будущее имплантированных компьютеров Подключить свой мозг и тело - будущее имплантированных компьютеров С нынешней тенденцией технических инноваций и развития, сейчас хорошее время, чтобы изучить современное состояние компьютерных технологий. для движения руки, чтобы всякий раз, когда пациент двигал рукой во время ходьбы, компьютерный интерфейс использовал этот сигнал для управления магнитным стимулятором, который приводил в движение “спинно-двигательный центр”, обеспечение полного движения ног.

Хотя испытуемый был “неврологически интактный”, их попросили держать ноги расслабленными. Всякий раз, когда обход компьютера был отключен, ноги испытуемых оставались неподвижными. Когда обход был включен, ноги будут двигаться вовремя с движением рук субъекта.

Управление телом с помощью компьютеров

Целью проекта было помочь пациентам с нарушениями походки из-за травмы спинного мозга. Такие травмы могут привести к частичному или полному прерыванию сигналов между мозгом и “спинномозговой центр” контролирует движение ног.

Это прерывание может вызвать неестественную походку или полную неспособность контролировать ноги вообще.

По словам исследователей, центр локомоции в позвоночнике контролирует регулярные движения, такие как ходьба или плавание. Цель исследования состояла в том, чтобы попытаться неинвазивно стимулировать центр локомоции с помощью магнитного стимулятора, чтобы обеспечить контроль за ногами и скорость ходьбы без необходимости непосредственного участия мозга.

Нисимура объяснил, что, несмотря на то, что успешный обход может помочь в обеспечении движения, где в противном случае ходьба была почти невозможна, существуют ограничения. Пациенты могут управлять роботизированной ходьбой и скоростью, но не поворачиваться, не смещаться в сторону или другими более сложными движениями ног..

Мы надеемся, что эта технология компенсирует функционирование прерванных путей, посылая намеренно закодированную команду в сохраненный локомоторный центр позвоночника, и восстановит контролируемую волей ходьбу у людей с параплегией. Однако главная проблема в том, что эта технология не помогает им уклоняться от препятствий и сохранять осанку. Мы тщательно работаем над клиническим применением в ближайшем будущем.

Испытание локомотивного обхода

Проведена компьютерная диагностика обхода спинного мозга “нажав” в сигнал на руках от мозга, а затем позволяет двигательную центр в позвоночнике всякий раз, когда “байпас” был включен.

В ходе эксперимента исследователи привязали субъект к магнитному аппарату, попросили его полностью расслабить ноги. Субъекту было велено размахивать руками, как будто он шел. Затем исследователи отключили байпас и заметили, что ноги испытуемых не двигались. Затем они включили объезд, и ноги испытуемых начали двигаться в том же ритме, что и движение руки..

В видео, выпущенном Национальными институтами естественных наук, вы можете посмотреть, как исследователи затем опустили объект на пол, где он начал двигаться вперед, пока, наконец, не ударил футбольный мяч.

В обход спинного мозга

Такого рода исследования продолжаются в течение некоторого времени, с вехами на этом пути. Например, в 2011 году, через семь лет после того, как авария на мотоцикле привела его к параличу, исследователи из Университета Питтсбурга помогли 30-летнему Тиму Хеммесу контролировать движение манипулятора с помощью электрокортикографической сетки (EcoG), размещенной на поверхности Мозг Хеммса.

Этот успех, как и другие в этой области, доказали, что сигналы мозга Программа «Бинауральные ритмы вашего мозга с помощью гнаурала» Программа «Бинауральные ритмы вашего мозга с помощью гнаурала» Каждый меломан знает, что хорошая мелодия может изменить ваше настроение, но возможно ли это для звучит на самом деле изменить ваши мозговые волны? Так думают верующие в бинауральных ритмах. Они утверждают, что эти звуки при прослушивании… могут быть перехвачены и интерпретированы для управления внешними устройствами. Управляйте своим ПК с Windows с помощью вашего лица с помощью eViaCam. Управляйте вашим ПК с Windows с помощью своего лица с помощью eViaCam. .

В 2012 году исследователи из Северо-Западного университета смогли использовать аналогичные “мозг-машина” технология обхода спинного мозга, очень похожая на то, как это сделали японские исследователи на прошлой неделе. Ли Э. Миллер, профессор нейробиологии в Северо-западном университете, объяснил исследование Северо-Запада следующим образом:

Мы подслушиваем естественные электрические сигналы мозга, которые сообщают руке и руке, как двигаться, и посылаем эти сигналы непосредственно в мышцы.

В своих экспериментах северо-западные исследователи регистрировали сигналы мозга и мышц у обезьян, когда обезьяны хватали и поднимали мяч. Затем исследователи разработали алгоритм, позволяющий декодировать сигналы мозга и определять, когда субъект хочет выполнить те же действия позже..

Исследователи использовали местный анестетик, чтобы парализовать руку обезьяны в локте, а затем использовали нейропротез, чтобы контролировать мышцы рук, когда это необходимо “движение руки” образец был признан из чтений мозга обезьяны. Благодаря новой конфигурации - то есть компьютеру, обходящему спинной мозг - обезьяны смогли схватить и поднять мяч почти так же легко, как они это делали, когда рука не была парализована.

Профессор Миллер предсказал, к чему его исследования приведут в ближайшем будущем:

Эта связь от мозга к мышцам может когда-нибудь использоваться, чтобы помочь пациентам, парализованным из-за травмы спинного мозга, выполнять повседневную деятельность и достичь большей независимости..

Японские исследователи доказали это на прошлой неделе и проложили путь для будущего использования компьютеров и анализа мозговых волн. 5 приложений для настройки вашего мозга с помощью бинауральных ритмов [Android] 5 приложений для настройки вашего мозга с помощью бинауральных ритмов [Android]. Я всегда заинтригован и очарован любыми утверждениями о технологиях, влияющих на биологию, или наоборот. Само собой разумеется, что я ... чтобы преодолеть физические проблемы, связанные с травмой спинного мозга.

Где вы видите науку о интерфейсах мозг-машина?? Позволят ли когда-нибудь имплантированные компьютеры вновь парализованным жить нормальной жизнью? Поделитесь своими мыслями в разделе комментариев ниже.

Кредиты изображений: Магистраль через Shutterstock