Популярні Пости

Вибір Редакції - 2019

Паралізований пацієнт знову відчуває відчуття

Anonim

Вперше вчені Caltech індукували природні відчуття в руці паралізованої людини, стимулюючи певну область мозку з крихітним набором електродів. У пацієнта спостерігається високий рівень ураження спинного мозку і, крім того, не здатний рухати кінцівки, також не відчуває їх. Робота могла б одного разу дозволити паралізованим людям, які використовують протези кінцівок, відчувати фізичні відгуки від датчиків, розміщених на цих пристроях.

реклама


Дослідження проводилося в лабораторії Річарда Андерсена, Джеймса Дж. Босуелла, професора нейрохірургії, керівника лідерства Центру комп'ютерних інтерфейсів T & C Chen та директора Центру інтерфейсів T & C Chen. Папір, що описує цю роботу, з'являється в номері 10 квітня журналу eLife .

Соматосенсорна кора - це смуга мозку, яка керує тілесними відчуттями, як проприоцептивними відчуттями (відчуття руху або положення тіла в космосі), так і шкірні відчуття (тиск, вібрація, дотик тощо). Починаючи з нової роботи, нейрові імплантати, орієнтовані на аналогічні області мозку, переважно викликали такі відчуття, як поколювання або дзижчання в руці. Імплантат лабораторії Андерсена здатний викликати набагато більш природне відчуття через внутрішньочорна стимуляцію, подібну до відчуттів, які переживає пацієнт до його травми.

Пацієнт став паралізувати з плечей три роки тому після пошкодження спинного мозку. Двома масивами крихітних електродів були хірургічно вставлені в його соматосенсорну кори. Використовуючи масиви, дослідники стимулювали нейрони у регіоні з дуже малими імпульсами електрики. Учасник повідомив про відчуття різних природних відчуттів, таких як стискання, натискання, відчуття руху вгору і декілька інших, які різняться за типом, інтенсивністю та розташуванням залежно від частоти, амплітуди та розташування стимуляції від масивів . Вперше такі природні відчуття були викликані внутрішньошкірною нейронною стимуляцією.

"Це було досить цікаво", - говорить учасник дослідження про відчуття. "Це було дуже багато щипання, стискання, рухів, таких речей. Сподіваюся, це допомагає комусь у майбутньому".

Незважаючи на те, що різні типи стимуляції дійсно викликали різні відчуття, нейрові коди, що регулюють специфічні фізичні відчуття, все ще незрозумілі. У подальшій роботі дослідники сподіваються визначити точні способи розміщення електродів та стимуляції соматосенсорних ділянок мозку, щоб викликати специфічні почуття і створити своєрідний словник стимулів та їх відповідних відчуттів.

Наступним великим кроком, на думку Андерсена, є інтеграція технології з існуючими нервовими протезами. У 2015 році лабораторія Андерсена розробила мозкові машинні інтерфейси (ІМТ) для підключення протезної робочої руки до електродів, імплантованих в область мозку, що керує намірами. Таким чином, паралізований чоловік міг використати протезну руку, щоб простягнутись, схопити чашку і привести його до рота, щоб випити. Підключення пристрою з соматосенсорною корою дозволить створити двонаправлену ІМТ, яка дозволить паралізованій людині відчувати себе знову при застосуванні протезних кінцівок.

"В даний час єдиний зворотний зв'язок, доступний для нейропротезування, є візуальним, а це означає, що учасники можуть спостерігати за роботою роботів кінцівок, керованими мозком, для внесення виправлень", - говорить Андерсен. "Проте після того, як об'єкт буде схоплено, важливо мати також соматосенсорну інформацію, щоб ловко маніпулювати об'єктом. Стимуляційні індуковані соматосенсорні відчуття мають потенційну додаткову перевагу, викликаючи почуття втілення, наприклад, учасник може відчувати з часом, що Робототехнічна частина є частиною їх тіла ".

реклама



Джерело історії:

Матеріали надаються Каліфорнійським технологічним інститутом . Примітка. Зміст можна редагувати за стилем та довжиною.


Довідка з журналу :

  1. Мішель Армена Салас, Люк Башфорд, Спенсер Келліс, Матіар Джафарі, Хьонг Чан Джо, Даніель Крамер, Кетлін Шанфілд, Келсі Пейса, Брайан Лі, Чарльз Ю Лю, Річард Андерсен. Проприоцептивні та шкірні відчуття у людей, викликані внутрішньокортичною мікростимуляцією . eLife, 2018; 7 DOI: 10.7554 / eLife.32904