Dette implantatet lar paralyserte mennesker skrive med sine tanker

Dette implantatet lar paralyserte mennesker skrive med sine tanker

En hjerne-til-datamaskin-tilkobling tillot nylig personer med alvorlig lemsvakhet å skrive via direkte hjernekontroll ved høyeste hastighet og nøyaktighetsnivå rapportert til dags dato.

To av deltakerne har amyotrofisk lateral sklerose, også kalt Lou Gehrigs sykdom, og man har ryggmargenskade.

De hadde hver en eller to baby-aspirin-størrelse elektrod arrays plassert i hjernen deres for å registrere signaler fra motor cortex, en region som kontrollerer muskel bevegelse. Signalene ble overført til en datamaskin via en kabel og oversatt av algoritmer til pek og klikk-kommandoer som styrer en markør til tegn på et skjermtastatur.

Hver deltager, etter minimal opplæring, behersket teknikken tilstrekkelig til å overgå resultatene fra en tidligere test av hjernedatamaskingrensesnitt, eller BCI, for å forbedre kommunikasjonen av personer med tilsvarende nedsatt bevegelse. Spesielt oppnådde de skrivefrekvensene uten bruk av automatisk ordboksgjennomføring som er vanlig i elektroniske tastaturprogrammer i dag, noe som sannsynligvis ville ha økt ytelsen.

En deltaker, Dennis Degray fra Menlo Park, California, var i stand til å skrive 39 korrekte tegn per minutt, tilsvarende omtrent åtte ord per minutt.

Denne pek-og-klikk-tilnærmingen kan brukes på en rekke databehandlingsenheter, inkludert smarttelefoner og nettbrett, uten vesentlige endringer, sier forskerne. Resultatene deres vises i journalen eLife.

"Dette er som et av de kuleste videospillene jeg noensinne har fått leke med. Og jeg trenger ikke engang å legge kvart i det. "

"Vår suksess markerer en viktig milepæl på veien for å forbedre livskvaliteten for folk med lammelser," sier Jaimie Henderson, professor i nevrokirurgi ved Stanford University, som utførte to av de tre enhetlige implantasjonsprosedyrene på Stanford Hospital. Den tredje fant sted på Massachusetts General Hospital.

"Denne studien rapporterer den høyeste hastigheten og nøyaktigheten, med en faktor på tre, over det som tidligere har vist seg," sier medarbeiderforfatter Krishna Shenoy, professor i elektroteknikk. "Vi nærmer oss hastigheten der du kan skrive inn tekst på din mobiltelefon."

"Forestillingen er veldig spennende," sier tidligere postdoktor, Chethan Pandarinath, som nå har en felles avtale ved Emory University og Georgia Institute of Technology som assisterende professor i biomedisinsk ingeniørfag. "Vi oppnår kommunikasjonsfrekvenser som mange mennesker med arm- og håndlamper ville finne nyttige. Det er et kritisk skritt for å lage enheter som kan være egnet for bruk i hele verden. "

Shenoyas laboratorium pionerer algoritmene som brukes til å dekode de komplekse volumene av elektriske signaler avfyrt av nerveceller i motorcortexen, hjernens kommandosenter for bevegelse, og konvertere dem i sanntid til handlinger som vanligvis utføres av ryggmargen og muskler.

"Disse høypresterende BCI-algoritmenees bruk i menneskelige kliniske studier demonstrerer potensialet for denne teknologien for å gjenopprette kommunikasjon til personer med lammelse, sier postdoktor Paul Nuyujukian.

'Jeg tok ut søppel i regnet'

Millioner av mennesker med lammelser bor i USA. Noen ganger kommer deres lammelse gradvis, som skjer i ALS. Noen ganger kommer det plutselig, som i Degrays tilfelle.

Nå 64, Degray ble quadriplegic på oktober 10, 2007, da han falt og opprettholdt en livskiftende ryggskade. "Jeg tok ut avfallet i regnet," sa han. Holde søppel i den ene hånden og resirkuleringen i den andre, gled han på gresset og landet på haken. Påvirkningen sparte hjernen hans, men alvorlig skadet ryggraden hans, kuttet av all kommunikasjon mellom hjernen og muskulaturen fra hodet ned. "Jeg har ingenting som skjer under kragebenene," sier han.

Degray mottok to enheterimplantater ved Hendersons hender i august 2016. I flere påfølgende forskningsmøter ble han og de andre to studiekomponentene, som gjennomgikk lignende operasjoner, oppfordret til å forsøke eller visualisere mønstre av ønsket arm, hånd og fingerbevegelser. Resulterende nevrale signaler fra motorcortexen ble elektronisk ekstrahert av de innebygde opptaksenhetene, overført til en datamaskin og oversatt av Shenoys algoritmer til kommandoer som styrer en markør på et skjermtastatur til deltaker-spesifiserte tegn.

Den raske brune ræven ...

Forskerne vurderte hastighetene der pasientene kunne korrigere setninger og setninger på riktig måte, for eksempel "Den raske brune ræven hoppet over den dovne hunden." Gjennomsnittlige priser var 7.8 ord per minutt for Degray og 6.3 og 2.7 ord per minutt, henholdsvis for de andre to deltakerne.

Det undersøkelsessystem som ble brukt i studien, et intrakortisk hjernedatabasert grensesnitt kalt BrainGate Neural Interface System, representerer den nyeste generasjonen BCIs. Tidligere generasjoner plukket opp signaler først via elektriske ledninger plassert i hodebunnen, så ved å være kirurgisk plassert på hjernens overflate under skallen.

En intrakortisk BCI bruker en liten silisiumbrikke, litt over en sjettedel av en tommers kvadrat, hvorfra stikker 100-elektroder som trenger inn i hjernen til omtrent en kvarts tykkelse og tapper inn i den elektriske aktiviteten til individuelle nerveceller i motorcortexen.

Henderson liknet den resulterende forbedrede oppløsningen av neural sensing, sammenlignet med den av eldre generasjon BCIs, til å levere applausmåler til individuelle medlemmer av et studio publikum i stedet for bare å stasjonere dem i taket, "slik at du kan fortelle hvor hardt og hvor fort hver person i publikum klapper. "

24 / 7 trådløst system

Dagen vil komme nærmere fem enn 10 år fra nå, forutsetter Shenoy-når et selvkalibrerende, fullt implantert trådløst system kan brukes uten omsorgsassistent, har ingen kosmetisk effekt. og kan brukes døgnet rundt.

"Jeg ser ingen uoverkommelige utfordringer," sier han. "Vi vet trinnene vi må ta for å komme dit."

Degray, som fortsetter å delta aktivt i forskningen, visste hvordan han skulle skrive før ulykken, men var ingen ekspert på det. Han beskrev sin nyoppdagede dyktighet på språket til et videospill avicionado.

"Dette er som et av de kuleste videospillene jeg noensinne har fått leke med," sier han. "Og jeg trenger ikke engang å legge kvart i det."

Stanford forskningsassistent Christine Blabe er også en studiekonsulent, som er BrainGate forskere fra Massachusetts General Hospital og Case Western University.

Finansiering kom fra National Institutes of Health, Stanford Office of Postdoctoral Affairs, Craig H. Neilsen Foundation, Stanford Medical Scientist Training Program, Stanford BioX-NeuroVentures, Stanford Institute for Neuro-Innovation and Translational Neuroscience, Stanford Neuroscience Institute , Larry og Pamela Garlick, Samuel og Betsy Reeves, Howard Hughes Medical Institute, US Department of Veterans Affairs, MGH-Dean Institute for Integrated Research on Atrial Fibrillation and Stroke, og Massachusetts General Hospital.

Stanfords Office of Technology Licensing har intellektuell eiendom på intercortical BCI-relaterte tekniske fremskritt gjort i Shenoy's lab.

Kilde: Bruce Goldman for Stanford University

Relaterte bøker

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = paralyserte personer; maxresults = 3}


 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Flere artikler av denne forfatteren

Kan hende du også liker

TILGJENGELIGE SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Marie T. Russells daglige inspirasjon

INNERSELF VOICES

ansikt av kvinne som flyter i vann
Hvordan utvikle mot og flytte ut av komfortsonen din
by Peter Ruppert
Mot handler ikke om å være uredd i møte med en skummel situasjon. Det er viljen til å bevege seg ...
kamilleplanter i blomst
Horoskop nåværende uke: juli 26 - august 1, 2021
by Pam Younghans
Denne ukentlige astrologiske journal er basert på planetariske påvirkninger, og tilbyr perspektiver og ...
Å ha motet til å leve livet og be om hva du trenger eller ønsker.
Å ha motet til å leve livet og be om hva du trenger eller ønsker
by Amy Fish
Du må ha mot til å leve livet. Dette inkluderer å lære å spørre om hva du trenger eller ...
fullmåne over en luftballong
Frykt uopphørlig eller liv i overflod? Blue Moon Cycle in Aquarius
by Sarah Varcas
Perioden som begynner med denne første fullmåne (24. juli 2021) og slutter med den blå månen (22 ...
bilde av brennesleblomster
Har du snakket med ugresset i hagen din i det siste?
by Fay Johnstone
Som urtemedisin har jeg et helt annet syn på ugress enn den gjennomsnittlige gartneren som ikke kan overholde ...
De fire kommunikasjonsreglene og bruddene, med vekt på å lytte
De fire kommunikasjonsreglene og bruddene, med vekt på å lytte
by Jude Bijou
Jeg har funnet ut at all god kommunikasjon bare er fire enkle regler. Enten det er med vår ...
bilde av en mann som skriver på ark
Kanalisering som et helbredende verktøy og dets innvirkning på sorg
by Matthew McKay, PhD.
Da gutten min døde, hadde jeg ingen tro på at de døde kunne snakke med oss. I beste fall virket de borte ...
Digital distraksjon og depresjon: det 21. århundre svøper
Digital distraksjon og depresjon: det 21. århundre svøper
by Amit Goswami, ph.d.
Vi har nå stadig voksende måter å distrahere og konsumere oppmerksomhet gjennom det nye digitale opiatet av ...

MEST LES

hør ikke noe ondt, se ikke noe ondt, snakk ikke noe ondt bilde av barn
Dødsnektelse: Er ingen nyheter gode nyheter?
by Margaret Coberly, Ph.D., RN
De fleste mennesker er så sterkt vant til dødsnektelse at når døden dukker opp blir de fanget ...
Å ha motet til å leve livet og be om hva du trenger eller ønsker.
Å ha motet til å leve livet og be om hva du trenger eller ønsker
by Amy Fish
Du må ha mot til å leve livet. Dette inkluderer å lære å spørre om hva du trenger eller ...
Å skrive brev for hånd er den beste måten å lære å lese
Å skrive brev for hånd er den beste måten å lære å lese
by Jill Rosen, Johns Hopkins University
Håndskrift hjelper folk med å lære seg leseferdigheter overraskende raskere og betydelig bedre enn ...
test kreativiteten din
Slik tester du kreativitetspotensialet ditt
by Frederique Mazerolle, McGill University
En enkel øvelse med å navngi urelaterte ord og deretter måle den semantiske avstanden mellom dem ...
sprøyting for mygg 07 20
Denne nye bekjempelsesfrie klærne forhindrer 100% av myggstikk
by Laura Oleniacz, NC-staten
Nye insektmiddelfrie, myggresistente klær er laget av materialer forskere har bekreftet ...
Digital distraksjon og depresjon: det 21. århundre svøper
Digital distraksjon og depresjon: det 21. århundre svøper
by Amit Goswami, ph.d.
Vi har nå stadig voksende måter å distrahere og konsumere oppmerksomhet gjennom det nye digitale opiatet av ...
holder en maske av en manns ansikt
Er det en riktig måte å tolke drømmer på? (Video)
by Serge Kahili King
Når du gir andre myndighet til å tolke drømmene dine, kjøper du inn i deres tro, ...
bilde av en mann som skriver på ark
Kanalisering som et helbredende verktøy og dets innvirkning på sorg (video)
by Matthew McKay, PhD.
Da gutten min døde, hadde jeg ingen tro på at de døde kunne snakke med oss. I beste fall virket de borte ...

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.