Whoa! Geist-gesteuerten Arm lässt Mann Move prothetischen Finger


Eine neue Geist gesteuerte Armprothese wurde verwendet, um einem Patienten das Gerät Finger Wackeln helfen indem darüber nachzudenken und benötigt sehr wenig Training auf dem Patienten Teil, laut einer neuen Studie.

Die Forschung, obwohl noch in der im Entstehen begriffenen Phase möglicherweise Menschen helfen könnte, die Arme wegen Verletzung oder Krankheit wieder einige Mobilität verloren haben, sagte der Forscher.

"Wir glauben, dass dies das erste Mal ist eine Person mit einer Kopf-gesteuerte Prothese sofort einzelne Ziffer Bewegungen ohne umfangreiches Training durchgeführt hat," sagte leitender Autor der Studie Dr. Nathan Crone, Professor für Neurologie an der Johns Hopkins University School of Medicine, in einer Erklärung. "Diese Technologie geht über verfügbare Prothesen, in denen das künstliche Ziffern oder die Finger, zog als eine Einheit, eine aufmerksamkeitsstarke Bewegung zu machen wie man verwendet, um einen Tennisball greifen." [Schönen Körper: die 5 seltsamsten Prothesen]

Allerdings war der Mann in das Experiment kein Arm oder eine Hand fehlt. Er war im Krankenhaus für die Behandlung der Epilepsie und war bereits geplant, um Gehirn zu zuordnen, so dass Ärzte bestimmen konnte, wo die Anfälle in seinem Gehirn begannen die Forscher sagten unterziehen.

Ärzte implantiert chirurgisch Elektroden ins Gehirn des Mannes, seine Anfälle zu verfolgen. Aber sie auch abgebildet und fanden die spezifischen Bereiche seines Gehirns, die jeder Finger vom Daumen um den kleinen Finger zu bewegen.

Das war kein leichtes Unterfangen. Ein Neurochirurg sorgfältig platziert ein Array von 128 Elektrode Sensoren – alle auf einer rechteckigen film die Größe einer Visitenkarte – auf die Region des Gehirns des Mannes, die Hand-und Armbewegungen steuert. Jeder Sensor bedeckt eine kleine, kreisrunde Stelle auf das Gehirn, das 0,04 Zoll (1 Millimeter) gemessen im Durchmesser.

Nach der Implantation fragte Forscher der Mann zu unterschiedliche Fingern wackeln. Das Team stellte fest, welche Teile seines Gehirns "beleuchtet", wenn die Sensoren neuronalen elektrischen Aktivität von jedem Fingerbewegung erkannt.

Das Team stellte außerdem fest, welche Teile des Gehirns in Gefühl Kontakt beteiligt waren. Sie gab dem Mann einen Handschuh, der an der Spitze der einzelnen Finger vibrierte. Wieder, identifizierten die Forscher die verschiedenen Bereiche des Gehirns, der "", beleuchtet wenn der Mann die Erschütterungen an den Fingern zu spüren.

Nach dem Sammeln der Motor (Bewegung) und sensorische Daten, programmiert die Forscher die Armprothese, der an der Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory entwickelt wurde. Wann immer ein Bestandteil des Mannes Gehirn elektrischen Aktivität ausgedrückt, würde die Prothese einen entsprechenden Finger bewegen.

Es stellte sich die Elektrode-Sensoren in die ultimative Gedankenlese Maschine. Forscher an der Prothese die Elektroden angeschlossen, und fragte den Mann, darüber nachzudenken, bewegte seine Finger eins zu einem Zeitpunkt. Innerhalb weniger Augenblicke wenn der Mann seine echten Finger bewegt bewegt die Finger auf die Armprothese, zu.

"Die Elektroden zur Messung der Gehirnaktivität in dieser Studie gaben uns besseren Auflösung einer großen Region des Kortex als alles, was wir früher und ermöglichte eine genauere räumliche Zuordnung im Gehirn,", sagte Guy Hotson, ein Doktorand und Erstautor der Studie. "Diese Präzision ist, was erlaubt uns, die Kontrolle der einzelnen Finger zu trennen." [Bionischen Menschen: Top 10 Technologien]

Praktische Genauigkeit

Am Anfang war der Geist kontrolliert Arm genau nur 76 Prozent der Zeit. Aber dann, Forscher den Ring und kleinen Finger Finger aneinander, gekoppelt, die erhöht der Genauigkeit um 88 Prozent, sagten sie.

"Die Teil des Gehirns, der steuert, den kleinen Finger und Ringfinger Überschneidungen und die meisten Menschen bewegen die beiden Finger zusammen,", sagte Crone. "Es macht Sinn, dass diese beiden Finger Kupplung die Genauigkeit verbessert."

Außerdem, das Gerät ist einfach zu bedienen und erfordert keine umfangreiche Schulungen, sagten die Forscher.

Doch die Technik ist noch Jahre davon entfernt klinischen Einsatz, und es werden wahrscheinlich teuer, sagte der Forscher. Aber es würde zweifellos viele Menschen helfen. Es gibt mehr als 100.000 Menschen in den Vereinigten Staaten mit amputierten Händen oder Armen, nach Amputee Coalition of America, eine Virginia ansässige gemeinnützige Organisation, die Menschen darstellt, die Gliedmaßen Verlust oder Amputation erlebt haben.

Es gibt bereits unzählige Technologien entwickelt, um Menschen mit fehlenden Gliedmaßen. Zum Beispiel helfen Fortschritte in der Prothesen und künstliche Haut wieder ein Gefühl der Berührung für Menschen, auch wenn sie Extremitäten verloren haben.

Die neue Studie wurde veröffentlicht online-Feb. 10 im Journal of Neural Engineering.

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