Gelähmter mann gewinnt den "touch of touch" mit kopfgesteuertem roboterarm


Gelähmter mann gewinnt den

Mit Hilfe eines Gehirnimplantats und eines Roboterarms, ein 28-jähriger Mann links gelähmt nach einer Rückenmarksverletzung hat seinen Tastsinn wiedergewonnen.

Nathan Copeland - dargestellt mit Lead-Forscher Dr. Robert Gaunt - hat infolge eines Gehirnimplantats und eines Roboterarms ein Gefühl der Berührung erlangt.

Bildnachweis: UPMC / Pitt Gesundheitswissenschaften

Im Winter 2004 brach Nathan Copeland aus Pennsylvania seinen Hals bei einem Autounfall, der sein Rückenmark beschädigte und ihn von der Brust ablöste.

Zum Zeitpunkt seines Unfalls hatte Nathan gerade erst College angefangen, aber seine Verletzung - die ihn mit Hilfe von alltäglichen Aktivitäten versorgte - machte es schwierig, weiterzumachen. Dies veranlasste ihn, sich in einem Register zu registrieren, um an klinischen Studien an der Universität von Pittsburgh teilzunehmen.

Zehn Jahre später wurde Nathan gebeten, an einer Studie für die Gehirncomputerschnittstelle (BCI) teilzunehmen - ein Gerät, das aus Elektroden besteht, die mit einem Roboterarm verbunden sind, der Nervenzellen oder Neuronen anregt, um das Gefühl der Berührung zu ermöglichen.

In der Zeitschrift Wissenschaft Translational Medicine , Zeigen die Forscher, wie die Technologie die Sensation an Nathans Fingern erfolgreich wiederherstellt hat, so dass er zum ersten Mal in 10 Jahren "fühlen" kann.

Das Forscherteam - darunter Andrew B. Schwartz, Ph.D., distinguierter Professor für Neurobiologie und Lehrstuhl für Systemneurowissenschaften an der Pitt School of Medicine - glaubt, dass ihre Ergebnisse die Entwicklung von natürlicheren prothetischen Gliedern voranbringen können.

Während dies nicht die erste Studie ist, um den Erfolg von Geist-kontrollierten Roboter-Gliedmaßen zu beschreiben, sagen die Forscher, dass es das erste ist, das eine natürliche Empfindung der Berührung beim Menschen mit einem Gehirnimplantat und einem Roboterarm zeigt.

Die Autoren betonen, dass eine solche Sensation für den Alltag entscheidend ist; Wir verwenden unseren Tastsinn, um zwischen Objekten zu unterscheiden und zu messen, wie man sie bewegt oder sie abholt.

Gehirnimplantat evozierte "evtl. natürliche" Berührungsempfindung

Um diesen Bedarf in einem Roboterarm zu erfüllen, verfeinerten Schwartz und Kollegen die BCI-Technologie und schufen eine Vorrichtung aus kleinen Elektroden, die in die somatosensorische Kortex eingepflanzt werden - die Gehirnregion, die den Touch berührt.

Diese Elektroden sind mit einem Roboterarm verbunden, und mit Hilfe der elektrischen Stimulation ist der Benutzer in der Lage, den Arm mit ihrem Verstand zu kontrollieren.

In Nathans Fall ermöglichte ihm das Gerät, auf vier Fingern des Roboterarms Druck und Wärme zu fühlen, und er beschrieb 93 Prozent der Reize als Gefühl "vielleicht natürlich".

Darüber hinaus, als er mit verbundenen Augen, Nathan war in der Lage, richtig zu identifizieren, welcher Finger wurde mit 84 Prozent Genauigkeit berührt, und alle Sensationen bestanden über die 6-Monats-Studie Zeitraum.

"Ich kann fast jeden Finger fühlen - es ist eine wirklich seltsame Sensation", sagte Nathan, ca. 1 Monat nach der Operation. "Manchmal fühlt es sich elektrisch und manchmal ist es Druck, aber zum größten Teil kann ich die meisten Finger mit definitiv erzählen Präzision, es fühlt sich an wie meine Finger berührt oder geschoben werden."

Während die Erkenntnisse einen großen Schritt zu nahezu natürlichen prothetischen Gliedern darstellen, sagen die Forscher, dass viele weitere Studien erforderlich sind.

"Diese Stimulation ist sicher, und die evozierten Empfindungen sind über Monate stabil", sagt Schwartz. "Es gibt noch viel Forschung, die durchgeführt werden muss, um die Stimulationsmuster besser zu verstehen, um den Patienten bessere Bewegungen zu geben."

Das ultimative Ziel ist es, ein System zu schaffen, das sich bewegt und sich wie ein natürlicher Arm fühlt. Wir haben einen langen Weg dorthin zu gehen, aber das ist ein toller Start."

Lead-Forscher Dr. Robert Gaunt, Ph.D.

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