Ape kontrollerer lemmerbevegelser av "avatar" ved hjelp av sinnet


Ape kontrollerer lemmerbevegelser av

I filmen Avatar , Mennesker driver kroppene til en menneskesybrid art, kalt Na'vi, med sine sinn. Nå har forskere fra Harvard Medical School i Boston, MA, utført en lignende teknikk i aper - ved hjelp av nevrale enheter som tillot en varselabbe til å kontrollere tankene til en som var midlertidig lammet.

Forskningsgruppen, inkludert Ziv Williams fra Department of Neurosurgery ved Harvard Medical School, sier funnene gir bevis på at slike strategier kan brukes til rehabilitering av pasienter som er lammet.

Forskningen ble nylig publisert i tidsskriftet Naturkommunikasjon .

Ifølge forskerne har tidligere forskning vist at nevroner i mange deler av hjernen er i stand til å kontrollere eksterne enheter, for eksempel en markør på en dataskjerm. Denne direkte kommunikasjonen er kjent som hjernemaskinsgrensesnitt (BMI).

Forskerne sier at nyere studier har vist at bruk av BMI kan potensielt kontrollere robotlemmer.

I 2012, Medical-Diag.com Rapporterte om en studie som beskriver hvordan en lammet kvinne var i stand til å kontrollere en robotproteshånd med sine tanker.

Men forskergruppen bemerker at selv om funn som disse er et viktig skritt fremover i motorstyring, har et annet viktig mål vært å avgjøre hvordan en lammet person kan være i stand til å kontrollere bevegelsen av sine egne lemmer.

Forfatterne sier imidlertid at det har vært problemer med å nå dette målet.

"I motsetning til kontrollen av eksterne enheter, er et klart problem med å oppnå limbevegelseskontroll at utgangene fra motorsystemet - for eksempel kortikospinalkanalen og dets tilhørende afferenter - generelt ikke er eksplisitt kjent," forklarer de.

"Den eksakte kombinasjonen av suksessive agonistiske og antagonistiske muskelkontraksjoner som naturlig brukes til å produsere lembebevegelser til forskjellige mål i rommet, er vanskelig å eksplisitt fastslå eller reprodusere."

Men forskerne sier at de har som mål å løse disse problemene ved å fokusere på de spesifikke bevegelsesmålene selv, i stedet for å gripe inn i bevegelsesbanen.

Avatar-ape styrt gjennom forhåndsinnspilt neurale aktivitet

For undersøkelsen brukte forskergruppen to Rhesus macaque aper i alderen 6 til 8 år.

En ape ble sedated og brukt som "avatar", mens den andre ble brukt som "master" ape. Begge apekatter ble svinger til enten avataren eller mesteren gjennom ulike økter.

Den nye studien beskriver hvordan en "mester" ape var i stand til å kontrollere lembebevegelsene til en sedated "avatar" ape ved hjelp av pre-recorded neurale aktivitet.

Forskerne implanterte en brikke i hjernen til mesteraben som overvåket aktiviteten til opptil 100 nevroner.

Avataraben hadde opptil 36 elektroder implantert i ryggmargen. Det ble utført prøver for å bestemme hvordan forskjellige elektrodekombinasjoner påvirket abens bevegelse.

De fysiske bevegelsene til mesteraben var parret med mønstrene av elektrisk aktivitet som fant sted i nevronene.

Begge apekatter ble deretter koblet til hverandre, med masterenes abe sende bevegelsessignaler til ryggmargen og musklene i avatar ape.

"Apen som fungerte som mesteren var ansvarlig for å kontrollere bevegelsen basert på kortisk opptegnede nevrale aktiviteter, og den andre sedated apen fungerte som avataren og var ansvarlig for å generere bevegelse basert på distale ryggmarg og / eller muskelstimulasjoner," forklarer forskerne.

Avatar ape holdt en joystick, mens master ape tenkte på å rette en markør presentert på en skjerm.

"Hvis [mesteren] apen tenkte på å flytte armen oppover, ville ryggmargen [av avataren] bli stimulert til å fremkalle lemmerbevegelsen til samme oppadrettede plassering," forklarte Williams Medical-Diag.com .

Etter å ha gjennomført en rekke eksperimenter fant forskerne at masterenaben kunne nøyaktig kontrollere armbevegelsen til avatar-apen i 80-90% av testene.

Kommenterer funnene, sier forskningen:

Vi demonstrerer at både de avkodede aktivitetene til premotoriske populasjoner og deres adaptive responser kan brukes, etter kort trening, for effektivt å styre en avatarens lem til forskjellige mål som vises variabelt på en skjerm."

Potensiell behandling for lammelse

Ifølge Christopher og Dana Reeve Foundation, er det ca 6 millioner mennesker i USA som lever med lammelse - tilsvarende 1 av 50 personer.

Etterforskerne konkluderer med at de håper at deres funn vil føre til tilnærminger som muliggjør raskere gjenoppretting og gjenoppretting av lemmerbevegelse hos pasienter med lammelse.

Williams sa Medical-Diag.com :

I fremtiden kan det være mulig å implantere en mikrochip i ens hjerne og en annen mikrochip i ryggmargen under skadestedet, og koble dem deretter med en mini-datamaskin for å skape en funksjonell hjerne-til-ryggrampe som forbinder det Kan gjenopprette ens eget lammede lem."

Han fortalte oss at forskergruppen planlegger å lage en lignende nevrale prosess til det som ble brukt i denne studien, men en som vil kunne "gjøre bevegelser på mye finere oppløsning og i 3D-rom".

"Til slutt, vårt håp er å begynne å oversette noe av dette arbeidet i klinisk bruk," la han til.

Medical-Diag.com Nylig rapportert om en studie som beskriver den første sensoriske forbedrede kunstige hånden som har gjort det mulig for en amputert å "føle".

Chapter 03 - Through the Looking-Glass by Lewis Carroll - Looking-Glass Insects (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis