Affe-Avatare: Primaten virtuelle Arme mit ihrem Verstand bewegen

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Sci-Fi Autoren zur Kenntnis nehmen: Affen haben gelernt, ein paar virtuelle Arme direkt über ihr Gehirn zu bewegen.

Der Befund, stammt aus der gleichen Gruppe, die vor kurzem zwei Ratte Gehirn miteinander verknüpft, ist der jüngste Beweis der Bemühungen um die Signale aus dem Gehirn aufnehmen und nutzen sie, um Computer oder Prothesen zu betreiben. Das ultimative Ziel dieser Forschung ist es, physischen Kontrolle Menschen wiederherzustellen, die gelähmt sind.

Von schreiben auf einer Tastatur zu öffnen einer Dose, ist das Leben voll von Bewegungen, die erfordern, dass zwei Arme, Neurobiologe Miguel Nicolelis, der die Studie leitete, sagte in einer Erklärung.

"Zukunft-Gehirn-Maschine-Schnittstellen zur Wiederherstellung der Mobilität beim Menschen mehrere Gliedmaßen um schwer gelähmte Patienten profitieren zu integrieren", sagte Nicolelis, der Duke University School of Medicine. [Video von Affen Avatare steuern]

Verletzungen des Rückenmarks, Schlaganfall und Neurodegenerative Krankheiten verursachen Millionen Fälle von Lähmung weltweit. Obwohl diese Bedingungen führen um zu Schäden an den Verbindungen zwischen dem Gehirn und den Muskeln, bleiben die Hirnareale, die für Muskelbewegungen oft intakt.

In den vergangenen zehn Jahren haben Forscher in entwickelnden Gehirn-Maschine-Schnittstellen, den Geist mit Prothesen verbinden große Fortschritte. Aber bis jetzt, diese Systeme nur versucht, ein einzelnes Glied, Steuern die Forscher sagten.

Affe-Arm-Avatare

In der Studie, Nicolelis und seine Kollegen aufgenommen Signale von fast 500 Neuronen in beiden Hemisphären Affe Gehirne, Verwendung von Arrays von winzigen Elektroden implantiert in bewegungsbezogene Bereichen des Cortex – die größte Anzahl von Neuronen aufgenommen und bisher, sagte das Team beschrieben.

Sie trainiert Affen bis hin zu ein paar Arme Avatar in einer virtuellen Umgebung zuerst mit Joysticks und später betreiben mit ihren Köpfen allein. Die Tieren durchgeführt, eine virtuelle Aufgabe erfordert beide Arme.

Im Laufe der Zeit verbessert die Affen ihre Fähigkeit, den Avatar Waffenkontrolle mit ihr Gehirn besser an den zweiarmigen Aufgabe. Darüber hinaus zeigten die Tiere Gehirne bemerkenswerte Reorganisation oder Plastizität, im Laufe der Zeit in den Gehirnbereichen, auf dem die Forscher aufgenommen.

Die Erkenntnisse, detaillierte heute (Nov. 6) in der Zeitschrift Science Translational Medicine, vorschlagen, Affe Gehirne sind die Avatar-Arme in ihrer internen Körperbild zu integrieren.

Die Ergebnisse deuten auch Ensembles von Neuronen, anstatt einzelner Neuronen bilden die Grundeinheit der normalen Bewegungskontrolle. Einfach zusammenfassend die neuronale Aktivität direkt zugeordnet oder linken Armbewegungen allein nicht vorhersagen, die Aktivität des Gehirns beteiligt bewegen beide Arme in Konzert, sagte Nicolelis.

Mind-Machine Verbindung

In früheren Studien zeigten die Forscher von der University of Pittsburgh im Jahr 2005, die eine Affe mit einer Armprothese gesteuert durch sein Gehirn ernähren könnte. Und im Jahr 2012 mit einem System entwickelt von Forschern an der Brown University, eine Person mit vier gelähmten Gliedmaßen betrieben eine Gehirn-gesteuerte Armprothese eine Tasse und trinken daraus zu fassen.

Die Ergebnisse der neuen Studie gehören das gehen wieder Projekt, eine internationale Zusammenarbeit, die darauf abzielt, ein Gehirn gesteuerten Exoskelett für Gelähmte Personen zu bauen. Der Konzern will das Exoskelett bei der Eröffnungsfeier der FIFA WM 2014 zeigen.

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