Chipy mózgu pomogły ponownie dotknąć sparaliżowanego mężczyzny

W deszczową noc 2004 r. Nathan Copeland przeżył straszną katastrofę samochodową. Wypadek złamał mu szyję i zranił rdzeń kręgowy. Lekarze stwierdzili, że już nigdy nie będzie w stanie poczuć ani poruszyć ramion i nóg.

Ale teraz, 12 lat później, Copeland odzyskał poczucie dotyku za pomocą ramienia robota i interfejsu komputer-mózg (BCI).

Chipy mózgowe - cztery macierze mikroelektrod, każda wielkości guzika koszuli - zostały umieszczone w mózgu Copelanda w obszarach, które odpowiadały uczuciom dotyku palców i dłoni. W artykule opublikowanym w czwartek Nauka Medycyna translacyjna, naukowcy z University of Pittsburgh wyjaśniają, że kiedy lekkie naciski są przykładane do robotycznych palców, to uczucie przekształca się w sygnały elektryczne, które wracają do kory somatosensorycznej Copelanda.

„Mogę poczuć prawie każdy palec - to naprawdę dziwne uczucie”, mówi Copeland w oświadczeniu. „Czasami czuje się elektrycznie, a czasami jest to nacisk, ale w większości mogę określić większość palców z określoną precyzją. Czuję, że moje palce są dotykane lub pchane. ”

Podczas gdy Copeland nie jest w stanie stwierdzić, czy substancja jest gorąca lub zimna z BCI, był w stanie opisać 93 procent bodźców (takich jak uczucie wacika na skórze) jako uczucie „prawdopodobnie naturalne” pod koniec półrocza badanie. Potrafi również prawidłowo zidentyfikować, który palec protetyczny jest dotykany, mając 84% czasu na oczy.

BCI jest najnowszym ulepszeniem protez kontrolowanych przez umysł, które stale wyłaniają się jako najbardziej obiecujący sposób na zapewnienie szerszego zakresu ruchu. Badania te, po raz pierwszy ogłoszone publicznie we wrześniu 2015 r. I obecnie poddane przeglądowi, zostały sfinansowane przez agencję obrony Advanced Research Projects Agency (DARPA).

„DARPA pokazał wcześniej, że interfejs mózgu może być używany do kierowania ruchami ramienia robota”, wyjaśnia Justin Sanchez, dyrektor Biura Technologii Biologicznych DARPA w filmie opublikowanym w czwartek przez DARPA. „Dzięki temu nowemu rozwiązaniu… zamknęliśmy pętlę między człowiekiem a maszyną”.

Jest to ogromny przełom w dziedzinie robotyki zdrowotnej: aby doświadczyć pełnej funkcjonalności rodzimej kończyny, człowiek musi być w stanie doświadczyć sprzężenia zwrotnego somatosensorycznego. Brak możliwości odczuwania jest bardziej problematyczny niż oczywisty: powoduje poważne deficyty w sterowaniu silnikiem, a także uszkadza zdolność manipulowania przedmiotami. Dla ponad 1,6 miliona ludzi w Stanach Zjednoczonych, którzy mają pewien rodzaj utraty kończyny, zdolność do odczuwania dotyku byłaby rewolucyjna.

Podczas gdy naukowcy przyznają, że potrzeba więcej badań, aby zrozumieć wzorce stymulacji dotyku, wierzą, że ta iteracja BCI jest kluczowym pierwszym krokiem.

„Ostatecznym celem jest stworzenie systemu, który porusza się i czuje się jak naturalne ramię” - powiedział autor oświadczenia Robert Gaunt w oświadczeniu. „Przed nami długa droga, ale to świetny początek”.