
幾年來,心靈控制的假肢一直是現實,但是研究人員尚未找到使人們使用它們相同,平穩的運動控制的人們,人們擁有自然的四肢。
現在,一群研究人員說,成員通過將人造肢與大腦的另一部分聯繫起來解決了平穩運動控制問題的部分問題。以前的設計心靈控制的假肢將人工肢體與人的運動皮層或個人的前皮層聯繫起來,這兩者都將信號從大腦轉換為四肢。
這次,連接到機器人手臂被連接到患者的後頂葉皮層中,該皮層位於耳朵附近的頭部側面。
加利福尼亞理工學院的神經科學教授,開發了新假體的研究人員之一,“ [後頂皮層]構成了製定運動的最初計劃。”例如,當一個人決定抓住咖啡杯時,頂壁皮層概述了運動的步驟,然後,運動皮層將該計劃轉化為已發送到手臂特定部位的實際信號。
安德森告訴《 Live Science》,研究人員使用了後頂皮層的信號來提取主題的意圖。 “而不是'我想控制肌肉,我們可以使用智能機器人技術弄清楚一個人想要做出的運動的細節。
在5月22日發表的《科學雜誌》上發表的一份報告中,研究人員解釋了他們如何將一名患者Erik G. Sorto的後頂葉皮層連接到充當人造運動皮層的計算機。計算機使用來自頂葉皮層的特定信號來檢測旨在製造的運動類型,然後將其轉換為機器人臂的信號。 [影片:四邊形患者用大腦控制機器人肢這是給出的
在研究人員的視頻中,Sorto用手臂為自己提供啤酒。
Sorto飲用啤酒的能力源於這一事實,即頂葉皮層的信號告訴計算機,Sorto想要製作的運動的一般軌跡,計算機可以平滑人造手臂的動作,以便它們類似於真實手臂的動作。其他腦部連接的仿生臂旨在解碼與單個運動有關的電動機信號,例如試圖通過想像單個肌肉收縮來舉起手臂,但是在新的假體中,計算機看了整個打算要做的事情的整體圖片 - 只是“喝啤酒”,安德森說。
Sorto無法每天將手臂帶回家並每天使用它 - 假體仍在實驗室的桌子上進行進一步研究。但是安德森說,他希望研究人員能夠獲得批准,以便Sorto可以在實驗室外使用。
安德森(Andersen)正在與美國其他兩名患者合作,他們也有假肢神經植入物。安德森說,甚至有人從手臂那裡得到一些反饋 - 安德森說。對於新的假體來說,對於用戶來說,這種看法可能會“感覺”,因為有許多組成部分陷入了一個人對自己身體的看法。但是,重要的是要對仿生四肢正常工作很重要。他說:“如果您的手指麻醉,您會發現很難的運動控制困難。”
聖路易斯華盛頓大學生物醫學工程副教授丹·莫蘭(Dan Moran)表示,他對新假體提供了比已經開發的與仿生手機通過運動和前型皮層連接的新假體提供的任何優質運動控制方法。
但是,新的假體是“他們正在解碼[運動的軌跡既是解碼的”,也是該運動的目標,他研究了運動控制和假體,但沒有參與新的研究。他說,在新的假體中:“使用的大腦區域是不同的:[後頂皮層]與前前者相比。”
在斯坦福大學研究神經假體的電氣工程教授克里希納·謝諾(Krishna Shenoy)對新假體充滿熱情。他說:“顯然,這是在人類後壁皮層中的第一批錄音,這是在合格的假設中使用的信號。” “重要的是要研究許多大腦區域,以便在假體中使用,因為不同的地區可能具有不同的優勢。”
Shenoy說:“這是這一重要的生物醫學科學和工程研究路徑的一個很好的例子。”
安德森說,他計劃繼續努力完善系統。另一個步驟是使患者控制單個數字。
最終,一些技術組合可能使許多患者的仿生臂成為現實。安德森說:“ [Sorto]對他的生活質量的提高感到驚喜。”
該研究出現在《雜誌》的5月22日科學。
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