"Neuronale Bypass" verbindet Gehirn zu den Muskeln in gelähmten

Zum ersten Mal hat ein Tetraplegiker Mann seine Hand über seine eigenen Gedanken bewegt.

Ian Burkhart, eine 23 jährige, die nach einem Tauchunfall vor vier Jahren gelähmt wurde ist der erste Patient zu versuchen, Neurobridge, die Signale des Gehirns leitet. Das System kombiniert einen Computer-Chip implantiert im Gehirn, ein Brain-Computer-Interface und eine Hülse, die elektrischen Signale an Unterarm und Hand des Patienten überträgt.

Neurobridge arbeitet als eine Art "bypass neuronale," die Signale aus dem Gehirn, Umleitung sie rund um das beschädigte Rückenmark und schicken sie direkt zu den Muskeln, nach seinem Entwickler, einschließlich der Ärzte an der Ohio State University Wexner Medical Center und Forschende Battelle Memorial Institute in Columbus, Ohio.

"Andere Geräte verwenden elektrischen Stimulation, aber sie reagieren nicht auf das Individuum" Dr. Jerry Mysiw, ärztlicher Direktor der Rehabilitations-Leistungen im Wexner, sagte Live Science. "Ich denke, dass wir gezeigt haben, ist dies ein weiterer Meilenstein in der Entwicklung der Mensch-Maschine-Interface-Technologie." [10 Technologien, die Ihr Leben verändern werden]

Burkhart Vorbereitungen Monate, bevor der Prozess begann. Im Allgemeinen wenn Muskeln gelähmt werden, sie welken und schrumpfen aus Mangel an Einsatz. Burkhart verwendet die Hülse zu stimulieren und seine verkümmerte Unterarmmuskeln aufbauen, damit sie besser auf die Neurobridge Signale reagieren würde.

Damit das System funktioniert, Chirurgen Neurobridge Computer-Chip in einem genauen Ort Burkharts Gehirns, legen musste im Teil des motorischen Kortex, die steuert arm und Handbewegungen, Mysiw sagte. Um die Stelle zu finden, begeistert das Team Burkhart bis zu einem fMRI-Maschine, die zeigt die Aktivität im Gehirn, und zeigte ihm Bilder von Handbewegungen und bat ihn, denken Sie über jede Bewegung. Dann während einer zarten dreistündigen Operation implantiert Ärzte einen erbsengroße Chip auf einer Fläche von Burkharts Gehirns, die während der fMRT-Test beleuchtet.

Der Chip liest das Gehirn Signale und sendet diese an einen Computer, auf dem sie als Signale rekodiert, die die Muskeln abholen können. Der Computer sendet dann diese Signale an die Hülse, die mit etwa 200 Elektroden abgedeckt ist, die Muskeln zu stimulieren und zu bewegen.

Die Forscher am Battelle entwickelt Software und Algorithmen, die unter verschiedenen Gehirnsignale unterscheiden kann, die verschiedenen Bewegungen entsprechen. "Es ist wie zu Fuß in einem überfüllten Raum mit Hunderten von Gesprächen geht, nur eine isolieren und Erlernen der Sprache gesprochen wird," sagte Chad Bouton, senior Research Scientist am Battelle, Leben-Wissenschaft.

Still, mit Neurobridge eine beachtliche Menge an Konzentration erfordert, sagte Mysiw. Benutzer müssen Vertrauen ganz auf Visualisierung der Bewegung, weil sie spüren können keine Informationen über körperliche Berührung kommen aus der Hand, dass sie sich bewegen.

"Für [Burkhart], es ist wie der Versuch, auf einem Bein nach seiner gefallenen eingeschlafen, stehen", sagte Mysiw.

Vorhergehende Technologien konnten Patienten zur Kontrolle Roboterarme mit ihren Gedanken, aber Neurobridge ist die erste, die es Patienten erlaubt, ihre eigenen Gliedmaßen zu bewegen. Das Team hofft weiter, die Neurobridge auf andere Patienten im Rahmen der laufenden klinischen Studie zu testen. Schließlich die Technologie zur Behandlung von anderen Arten von Lähmungen, wie jene von Schlaganfall oder Schädel-Hirn-Trauma verursacht angepasst werden könnte, sagte der Forscher.

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