Osoba s kybernetickou protézou dokázala poprvé vrátit hmat

Obsah:

Osoba s kybernetickou protézou dokázala poprvé vrátit hmat
Osoba s kybernetickou protézou dokázala poprvé vrátit hmat
Anonim

Nové neurointerface umožňuje nejen ovládat pohyb ochrnutých končetin, ale také cítit doteky a prožívat další hmatové vjemy. Popis vynálezu amerických neurofyziologů byl publikován ve vědeckém časopise Cell.

"Až dosud náš pacient Ian cítil, jako by jeho ruka byla" mimozemská. "Nemohl to normálně ovládat, pokud se neustále díval, kam a jak to jde. Dokonce i ty nejjednodušší akce," komentoval úspěch jednoho z vývojáři, neurofyziolog z Battel Memorial Institute (USA) Patrick Gantzer.

Takzvané neurointerfaces jsou kombinací mikročipů, elektrod a počítačových algoritmů. Umožňují připojení různých kybernetických končetin, umělých očí nebo dokonce syntetických smyslů, jako jsou termokamery nebo rentgenové snímky, k mozku člověka nebo zvířat.

Například v roce 2012 vědci poprvé připojili umělou ruku k mozku ochrnuté ženy. Díky této protéze mohla žena sama vypít šálek kávy a provést některé další akce. V roce 2016 specialisté z americké Duke University připojili mozek pacienta k robotickému invalidnímu vozíku a před rokem obnovili pomocí speciálního stimulátoru míchy schopnost chůze.

Vývoj a používání těchto kybernetických končetin, jak poznamenal Gantzer, nyní ztěžuje skutečnost, že jejich majitel necítí jejich pohyby, když se umělá noha nebo ruka dotkne podlahy, povrchu stolu a dalších překážek. Jak ukazují nejnovější experimenty neurofyziologů, hmatové vjemy hrají velmi důležitou roli v tom, jak se mozek „učí“ovládat své vlastní a kybernetické končetiny.

Gantzer a jeho tým tento problém vyřešili. Během posledních šesti let pracovali na vytvoření neurointerface, které umožňuje pacientům přímo „spojit“ruce s mozkem a obejít poškozené oblasti páteře.

Kybernetický dotek ruky

Těchto experimentů, jak poznamenává vědec, se účastnil 28letý mladý muž jménem Ian Burkhart. Před devíti lety si poranil míchu při potápěčské nehodě. Vědci vložili do mozkové kůry pacienta speciální čip a sadu elektrod a poté se k nim pokusili připojit umělou ruku.

Zpočátku byly tyto experimenty úspěšné: dobrovolník úspěšně zvládl kybernetickou protézu a naučil se ovládat pohyb robotické paže, provádět jednoduché akce. Následně se ale jeho postup zpomalil, což jak vědci, tak sám Burkhart připisovali tomu, že pohyby končetiny necítil.

Při pokusu zjistit, jak tento problém vyřešit, si Gantzer a jeho kolegové omylem všimli, že kůže kyberhandu nebyla zcela znecitlivěna. Pokračovala v generování signálů pro dotek a pohyb, ale byly příliš slabé na to, aby je mozek pacienta „zaznamenal“.

Neurofyziologové testovali, co se stane, když se pokusíte tento signál zesílit pomocí externích senzorů, mikromotorů a elektrod. Generovaly vibrace a vysílaly elektrické impulsy určitého typu do kůže pacienta v okamžiku, kdy se dotkl předmětu nebo provedl pohyby.

Jak ukázaly následné experimenty, díky takovému zlepšení začal Burkhart téměř neomylně poznávat, že se dotýká předmětu, aniž by se na něj díval. Díky tomu se navíc dobrovolné pohyby rukou staly rychlejšími a přesnějšími, díky čemuž Burkhartu dokázal omezit sílu svých pohybů.

V blízké budoucnosti plánuje Gantser a jeho tým vytvořit novou verzi takové kybernetické protézy, kterou lze použít nejen v laboratoři, ale i doma. Vědci doufají, že takováto neurointerface pomůže mnoha lidem znovu získat schopnost vést vlastní život.

Doporučuje: