Οι ερευνητές δείχνουν πώς οι υπολογιστές μπορούν μια μέρα να παρακάμψουν το νωτιαίο μυελό

Διαφήμιση

Αν σας είπα ότι μια μέρα οι υπολογιστές θα επιτρέψουν σε άτομα που έχουν παραλύσει να περπατήσουν ξανά, θα με πίστευες; Λοιπόν, εάν η επιτυχία των Ιαπώνων ερευνητών την περασμένη εβδομάδα είναι οποιαδήποτε ένδειξη, η ικανότητα ελέγχου του ανθρώπινου σώματος με υπολογιστή δεν είναι πολύ μακριά.

Στις 14 Αυγούστου, ο Yukio Nishimura, αναπληρωτής καθηγητής του Εθνικού Ινστιτούτου Φυσιολογικών Επιστημών (NIPS), εξέδωσε δελτίο τύπου λέγοντας ότι η ερευνητική ομάδα είχε δημιουργήσει επιτυχώς μια τεχνητή σύνδεση μεταξύ του εγκεφάλου και των ποδιών ενός εξεταζόμενου θέματος.

Σύμφωνα με το δελτίο τύπου, η ομάδα ουσιαστικά αξιοποίησε το σήμα από τον εγκέφαλο Συνδέοντας τον εγκέφαλο και το σώμα σας - Το μέλλον των εμφυτευμένων υπολογιστώνΜε την τρέχουσα τάση της τεχνολογικής καινοτομίας και της προόδου, τώρα είναι η κατάλληλη στιγμή για να εξερευνήσετε την τελευταία λέξη της τεχνολογίας σε ανθρώπινες τεχνολογίες υπολογιστών. Διαβάστε περισσότερα για κίνηση του βραχίονα έτσι ώστε κάθε φορά που ο ασθενής κινεί το χέρι του κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας περπατήματος, χρησιμοποιείται η διεπαφή του υπολογιστή αυτό το σήμα για τον έλεγχο ενός μαγνητικού διεγέρτη που οδήγησε το «κέντρο σπονδυλικής κίνησης», επιτρέποντας το πλήρες πόδι κίνηση.

Αν και το εξεταζόμενο θέμα ήταν «νευρολογικά άθικτο», τους ζητήθηκε να κρατήσουν τα πόδια τους χαλαρά. Όποτε απενεργοποιήθηκε η παράκαμψη του υπολογιστή, τα πόδια των θεμάτων παρέμειναν στάσιμα. Όταν ενεργοποιήθηκε η παράκαμψη, τα πόδια θα κινούνταν με την κίνηση των χεριών του ατόμου.

Έλεγχος του αμαξώματος με υπολογιστές

Ο στόχος του προγράμματος ήταν να βοηθήσει τους ασθενείς με διαταραχές βάδισης λόγω τραυματισμού του νωτιαίου μυελού. Τέτοιοι τραυματισμοί μπορούν να οδηγήσουν σε μερική ή πλήρη διακοπή των σημάτων μεταξύ του εγκεφάλου και του «κέντρου κίνησης της σπονδυλικής στήλης» που ελέγχει την κίνηση των ποδιών.

Αυτή η διακοπή μπορεί να προκαλέσει αφύσικο βάδισμα ή απόλυτη αδυναμία ελέγχου των ποδιών.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το κέντρο κίνησης στη σπονδυλική στήλη ελέγχει τακτικές κινήσεις όπως το περπάτημα ή το κολύμπι. Ο στόχος της έρευνας ήταν να δοκιμάσει και να διεγείρει το κέντρο κίνησης μη επεμβατικά με ένα μαγνητικό διεγερτής, για να επιτρέπει τον έλεγχο των ποδιών και την ταχύτητα περπατήματος χωρίς την ανάγκη άμεσης εμπλοκής από το εγκέφαλος.

Ο Nishimura εξήγησε ότι παρόλο που η επιτυχής παράκαμψη θα μπορούσε να βοηθήσει στην ενεργοποίηση της κίνησης όπου διαφορετικά το περπάτημα ήταν σχεδόν αδύνατο, υπάρχουν περιορισμοί. Οι ασθενείς μπορούν να ελέγχουν μόνο ρομποτική κίνηση και ταχύτητα περπατήματος, αλλά όχι να στρέφονται, να μετακινούνται στο πλάι ή άλλες πιο περίπλοκες κινήσεις των ποδιών.

Ελπίζουμε ότι αυτή η τεχνολογία θα αντισταθμίσει τη λειτουργία των διακεκομμένων διαδρομών στέλνοντας μια σκόπιμα κωδικοποιημένη εντολή στο διατηρημένο νωτιαίο κινητήριο κέντρο και να ξανακερδίσουμε τη βούληση ελεγχόμενου περπατήματος σε άτομα με παραπληγία. Ωστόσο, η μεγάλη πρόκληση ότι αυτή η τεχνολογία δεν τους βοηθά να αποφύγουν τα εμπόδια και να διατηρήσουν τη στάση τους. Εργαζόμαστε προσεκτικά για κλινική εφαρμογή στο εγγύς μέλλον.

Δοκιμή της παράκαμψης μηχανών

Ο έλεγχος της παράκαμψης του νωτιαίου μυελού με τη βοήθεια υπολογιστή περιλάμβανε «χτύπημα» στο σήμα προς τους βραχίονες από τον εγκέφαλο και στη συνέχεια ενεργοποιώντας το κινητήριο κέντρο στη σπονδυλική στήλη κάθε φορά που γυρίστηκε η «παράκαμψη» επί.

Στο πείραμα, οι ερευνητές έδεσαν ένα υποκείμενο στη μαγνητική συσκευή, ζήτησαν από το άτομο να διατηρήσει τα πόδια του εντελώς χαλαρά. Στη συνέχεια, το θέμα είπε να ταλαντεύεται σαν να περπατούσε. Στη συνέχεια, οι ερευνητές απενεργοποίησαν την παράκαμψη και παρατήρησαν ότι τα πόδια των υποκειμένων δεν κινούνταν. Στη συνέχεια, ενεργοποίησαν την παράκαμψη και τα πόδια των ατόμων άρχισαν να κινούνται με τον ίδιο ρυθμό με την κίνηση του βραχίονα.

Στο βίντεο που κυκλοφόρησαν τα Εθνικά Ινστιτούτα Φυσικών Επιστημών, μπορείτε να παρακολουθήσετε ως ερευνητές έπειτα κατέβασε το θέμα στο πάτωμα, όπου άρχισε να κινείται προς τα εμπρός μέχρι που χτύπησε τελικά ένα ποδόσφαιρο μπάλα.

Παράκαμψη του νωτιαίου μυελού

Αυτό το είδος έρευνας συνεχίζεται εδώ και αρκετό καιρό, με ορόσημα επιτυχιών στην πορεία. Για παράδειγμα, το 2011, επτά χρόνια μετά από ένα ατύχημα μοτοσικλέτας τον άφησε παράλυτο, βοήθησαν ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Πίτσμπουργκ Ο 30χρονος Tim Hemmes ελέγχει την κίνηση ενός ρομποτικού βραχίονα χρησιμοποιώντας ένα πλέγμα ηλεκτροκορτικογραφίας (EcoG) τοποθετημένο στην επιφάνεια του Hemmes » εγκέφαλος.

Αυτή η επιτυχία, και άλλοι αρέσει στον τομέα, το απέδειξε εγκεφαλικά σήματα Προγραμματίστε τους Binaural Beats Of Your Brain With GnauralΚάθε φίλος της μουσικής γνωρίζει ότι μια καλή μελωδία μπορεί να αλλάξει τη διάθεσή σας, αλλά είναι δυνατόν οι ήχοι να αλλάξουν πραγματικά τα κύματα του εγκεφάλου σας; Το πιστεύουν οι πιστοί σε αμφιθαλείς ρυθμούς. Ισχυρίζονται αυτοί οι ήχοι, όταν ακούγονται ... Διαβάστε περισσότερα θα μπορούσε να υποκλαπεί και να ερμηνευτεί έλεγχος εξωτερικών συσκευών Ελέγξτε τον υπολογιστή σας με Windows χρησιμοποιώντας το Πρόσωπό σας με eViaCam Διαβάστε περισσότερα .

Το 2012, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Northwestern κατάφεραν να χρησιμοποιήσουν παρόμοια τεχνολογία «εγκεφάλου-μηχανής» για να παρακάμψουν τον νωτιαίο μυελό, όπως και το πώς οι ερευνητές της Ιαπωνίας το κατάφεραν την περασμένη εβδομάδα. Λι Ε. Ο Μίλερ, καθηγητής Νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο Northwestern, εξήγησε την έρευνα Northwestern ως εξής:

Παρακολουθούμε τα φυσικά ηλεκτρικά σήματα από τον εγκέφαλο που λένε στο χέρι και στο χέρι πώς να κινούνται και στέλνουμε αυτά τα σήματα απευθείας στους μυς.

Στα πειράματά τους, βορειοδυτικοί ερευνητές κατέγραψαν τα σήματα εγκεφάλου και μυών σε πιθήκους καθώς οι πίθηκοι άρπαξαν και σήκωσαν μια μπάλα. Στη συνέχεια, οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν αλγόριθμο ώστε να αποκωδικοποιήσουν τα εγκεφαλικά σήματα και να εντοπίσουν πότε το άτομο ήθελε να εκτελέσει αυτές τις ίδιες ενέργειες αργότερα.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα τοπικό αναισθητικό για να παραλύσουν το χέρι του πιθήκου στον αγκώνα και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν μια νευροπρόθεση για ελέγχετε τους μυς των χεριών όποτε αναγνωρίζεται το σωστό μοτίβο «κίνησης χεριών» από τον εγκέφαλο του πιθήκου αναγνώσεις. Με τη νέα διαμόρφωση - δηλαδή τον υπολογιστή που παρακάμπτει το νωτιαίο μυελό - οι πίθηκοι μπόρεσαν να πιάσουν και να σηκώσουν την μπάλα σχεδόν τόσο εύκολα όσο έκαναν όταν το χέρι δεν είχε παραλύσει.

Ο καθηγητής Μίλερ προέβλεψε ακριβώς πού θα οδηγούσε η έρευνά του στο εγγύς μέλλον:

Αυτή η σύνδεση από τον εγκέφαλο με τους μύες μπορεί κάποια μέρα να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει τους ασθενείς που έχουν παραλύσει λόγω τραυματισμού του νωτιαίου μυελού να εκτελούν δραστηριότητες καθημερινής ζωής και να επιτύχουν μεγαλύτερη ανεξαρτησία.

Οι Ιάπωνες ερευνητές το απέδειξαν την περασμένη εβδομάδα και άνοιξαν το δρόμο για τη μελλοντική χρήση υπολογιστών και ανάλυση κύματος εγκεφάλου Οι 8 καλύτερες εφαρμογές Binaural Beats για AndroidΕδώ είναι οι καλύτερες εφαρμογές binaural beats για Android. Αυτοί οι ήχοι σας βοηθούν να εστιάσετε, να χαλαρώσετε, να γίνετε πιο δημιουργικοί και πολλά άλλα. Διαβάστε περισσότερα για να ξεπεραστούν τα σωματικά προβλήματα που σχετίζονται με τον τραυματισμό του νωτιαίου μυελού.

Πού βλέπετε να πηγαίνει η επιστήμη των διεπαφών εγκεφάλου-μηχανής; Οι εμφυτευμένοι υπολογιστές θα επιτρέψουν μια μέρα στους παραλυμένους να ζήσουν ξανά κανονικές ζωές; Μοιραστείτε τις σκέψεις σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.

Συντελεστές εικόνας: Σπονδυλική στήλη Μέσω του Shutterstock