Universiteit van Pittsburgh Medical Center
Een van de meest indrukwekkende voorbeelden van de belofte van een hersenimplantatie komt binnen Op de video Waar een verlamd persoon een robotarm bestuurt, niets dan de geest. Technologie alleen al is indrukwekkend, maar de vreugde op het gezicht van de respondenten toen je in meer dan een decennium voor het eerst een drankje nam, laat echt zien hoe belangrijk deze technologie echt is.
Hoewel we nog tientallen jaren verwijderd zijn van het wijdverbreide gebruik van de implantaten, zijn er gestage tekenen van vooruitgang bij het effectiever maken van implantaten. Vorige week zagen we een implantaat dat precies dat kon Zet fictief schrift om in echte tekst. Deze week volgde de onderzoeksgemeenschap met een implantaatgestuurde robotarm die tactiele feedback naar de gebruiker stuurt met een tweede implantaat.
Voeg de zintuigen toe
Wanneer we een object terughalen, vinden we dat object voornamelijk door zicht. Van daaruit nemen andere zintuigen het over. Mensen hebben een gevoel dat proprioceptie wordt genoemd, wat ons helpt te weten waar lichaamsdelen zijn, zelfs als ze niet zichtbaar zijn. Onze tastzin vertelt ons wanneer we een object hebben geroepen, en het gevoel van druk geeft ons een indicatie van hoe goed we het begrijpen. Het visuele systeem wordt al snel ondergeschikt aan het proces.
Maar voor vroege robotarmen was het visuele systeem alles wat we moesten doorlopen. Gebruikers moesten de arm visueel volgen tijdens de manoeuvre en ze moesten inschatten wanneer ze een object goed vasthielden door ernaar te kijken. Hoewel het een verbetering is ten opzichte van verlamming, is het niet bijzonder intuïtief. Het vereist ook uitgebreide training en vereist de volledige aandacht van de armgebruiker. Het toevoegen van enkele andere zintuigen zal tot duidelijke voordelen leiden.
Hoewel proprioceptie erg moeilijk te reconstrueren is, zijn de zintuigen van aanraking en druk veel eenvoudiger. De eerste pogingen om feedback te geven over druk en druk betroffen het geven van een gevoel van een huidvlek. Het systeem vereiste uitgebreide training om alles wat de gebruiker voelde te vertalen in informatie over de druk die door de robotvingers werd uitgeoefend.
Maar sindsdien hebben we een goed begrip ontwikkeld van de gebieden van de hersenen die de informatie verwerken die naar hen wordt gestuurd vanuit de sensorische neuronen in je hand. Voor het nieuwe onderzoek implanteerde een team twee sets elektroden in een deel van de hersenen dat zich specifiek bezighoudt met informatie die van de huid komt. Het activeren van deze 32 elektroden gaf het gevoel dat er iets in wisselwerking stond met de handpalm en vingers.
Nieuwe (oude) ervaringen
De onderzoeksdeelnemer, die vanaf de nek verlamd was, bestuurde een robotarm gedurende ongeveer twee jaar met behulp van hersenimplantaten in het motorische gebied van de hersenen. Hij kan zijn arm met succes gebruiken, zelfs zonder enig gevoel. Voor de nieuwe experimenten veranderde het onderzoeksteam echter tests waarbij de arm aanvullende haptische feedback kreeg en tests waarbij het systeem niet werkte. Bij de meeste tests moesten dingen op verschillende manieren worden gepakt, ergens naartoe worden verplaatst en vervolgens worden neergezet.
Verschillende individuele tests lieten een soortgelijk patroon zien: tastzin verbeterde de prestaties aanzienlijk. De gemiddelde tijd die nodig was om de selectie / beweging / projectiesequentie te voltooien, nam in alle gevallen af, en het verschil was statistisch significant in ongeveer de helft van hen. Met andere woorden, in de tijd die een deelnemer nodig had om negen taken uit te voeren met het aanraaksysteem uitgeschakeld, kon hij er meer dan een dozijn voltooien met het systeem geactiveerd.
Hoewel alle aspecten van het voltooien van de missie waren geoptimaliseerd, kwam de belangrijkste belofte in het proces voor het grijpen van items. De tijd die verstreken was na het contact maken met het lichaam van de deelnemer met de arm en het optillen van het object van de tafel, werd met tweederde verminderd wanneer haptische reacties werden geactiveerd. Nadat het systeem was uitgeschakeld, besteedde de deelnemer meer tijd aan het verzorgen van de hand om een stabiele grip te garanderen voordat hij verder ging.
Net als bij het systeem van het type hersenimplantaat vorige week, had deze studie maar één deelnemer, dus we moeten bevestigen dat het systeem over het algemeen werkt voordat we te opgewonden raken. Maar er is geen reden om verrast te worden door de resultaten, hoewel we ons er misschien niet altijd van bewust zijn: Aanraking en druk spelen een belangrijke rol bij alles wat we met onze handen doen. Door zich op het rechter hersengebied te richten, gebruikt het implantaat de systemen die de hersenen al hebben om met dit soort sensorische informatie om te gaan.
Al met al benadrukt het werk de belofte van deze implantaten en het werk dat nog moet gebeuren. Zelfs dit soort elementaire regime heeft het potentieel om het leven van veel verlamde mensen te verbeteren. De implantatietechnologie zal in de loop van de tijd groeien en we zullen ons begrip van hoe de relevante hersenregio’s functioneren blijven verbeteren. Op een gegeven moment kan de technologie grotere studies en mogelijk wijdverbreid medisch gebruik aangaan.
WetenschapDOI: 2021. 10.1126 / wetenschap. abd0380 (Om DOI).
“Amateur music practitioner. Lifelong entrepreneur. Explorer. Travel buff. Unapologetic tv scholar.”
More Stories
Olijfboeren verlangen naar de winter
Arme landen zullen naar verwachting de helft van de Britse bilaterale hulp ontvangen
Gezondheid, gezondheidsplatform | Verwijzingen voor patiënten in Mure en Romsdal werden niet naar het gezondheidsplatform gestuurd