Gelähmte frau's mind controls roboter arm


Gelähmte frau's mind controls roboter arm

Eine gelähmte Frau war in der Lage, eine Roboterprothese mit ihren Gedanken zu kontrollieren.

Diese Frau, die mit Tetraplegie kämpft, hat ein Maß an Bewegung und Kontrolle mit der Hand erhalten, die mit Menschen ohne Beeinträchtigung vergleichbar ist.

Die Forschung kam von einem Team von Experten an der University of Pittsburgh und wurde veröffentlicht Online First in Die Lanzette .

Bisher hat ein Patient mit dieser Art von Prothese in diesem Ausmaß noch keine Kontrolle und Bewegung erlebt. Daher symbolisiert dieser Bericht einen großen Durchbruch in der Entwicklung von Roboterprothesen, die vom Geist kontrolliert werden.

Das Team hat im Februar dieses Jahres zwei Mikroelektroden-Arrays (ein mikroelektronisches Werkzeug, das Hirnzellen an elektronische Schaltkreise anhängt) in den linken motorischen Kortex des Patienten eingepflanzt. Der Teilnehmer war eine Frau im Alter von 52 Jahren, die eine Diagnose der spinocerebellären Degeneration dreizehn Jahre vor dem Studium erhielt.

Spinocerebelläre Degeneration ist eine seltene Erbkrankheit, bei der Strukturen in Teilen des Gehirns und des Rückenmarks, die für die Koordination und die Muskelbewegung verantwortlich sind, entartet und zeitlich die Funktion verlieren.

Allerdings ist der Patient in dieser Studie beobachtet wird nun als tetralpegisch - gelähmt aus dem Hals und unten - aufgrund der Progression ihrer Krankheit. Sie kann also nicht ihre Arme oder ihre Beine freiwillig von sich selbst bewegen.

Die Wissenschaftler verbanden die Elektrodenarrays in der motorischen Kortex der Frau mit einer Roboterhand, und nach den Forschern, Die Bewegung des Gelenks und Handgelenks war ähnlich wie eine menschliche Hand .

Um dem Patienten zu helfen, das Gerät zu benutzen, nahm sie 14 Wochen lang an der Ausbildung teil. Am zweiten Tag ihrer Schulzeit, nur 14 Tage nach der Implantation, konnte der Patient die prothetische Hand auf sich selbst bewegen, ohne die Hilfe eines Computers.


Professor Andrew Schwartz, Leiter der Studie, erklärte:

"Bei der Entwicklung von Geist-kontrollierten Prothetik war eine der größten Herausforderungen schon immer, wie man Hirnsignale übersetzt, die die Gliedmaßenbewegung in Computersignale anzeigen, die eine Roboterprothese zuverlässig und genau steuern können.

Die meisten Geist-kontrollierten Prothetik haben dies durch einen Algorithmus erreicht, der die Arbeit durch eine komplexe "Bibliothek" von Computer-Hirn-Verbindungen beinhaltet. Allerdings haben wir hier einen ganz anderen Ansatz gemacht, indem wir einen modellbasierten Computeralgorithmus verwenden, der die Art und Weise, wie ein ungestörtes Gehirn die Gliedmaßenbewegung kontrolliert, genau nachahmt. Das Ergebnis ist eine prothetische Hand, die weitaus genauer und naturalistischer bewegt werden kann als bisherige Anstrengungen. "

Die Frau war an einer umfangreichen Ausbildung und einem Testprogramm beteiligt, das länger als 3 Monate dauerte. Die Experten hofften, dass sie bis zum Ende ihres Programms Aufträge abschließen konnte, um zu zeigen, dass sie die Prothese über sieben Freiheitsgrade kontrollieren konnte (dreidimensionale Übersetzung, dreidimensionale Orientierung, eindimensionales Greifen).

Mit Hilfe ihrer Ausbildung, Der Patient konnte alle Aufträge mit einer Erfolgsquote von 91,6% beenden, und sie vervollständigte die Aufgaben 30 Sekunden schneller als zu Beginn des Prozesses .

Um zu bestätigen, dass die Verbesserung der Frau klinisch signifikant war, benutzte das Team zum ersten Mal Standardtests, bekannt als Action Research Arm Tests (ARAT), die normalerweise verwendet werden, um die Gliedmaßenfunktion zu bewerten, nachdem Menschen an Schlaganfällen oder anderen lähmenden Vorfällen leiden.

Die Forscher fügten hinzu, dass die nächsten Schritte, um diese Prothese besser zu sein, um sensorische Elemente (z. B. helfen, die Person zwischen heiß und kalt oder glatt und rau zu unterscheiden), und um die drahtlose Technologie (die Beseitigung der Notwendigkeit von Drähten, die den Patienten verbinden Kopf und ihre Prothese).

Professor Grégoire Courtine der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) schrieb:

"Diese bioinspirierte Gehirn-Maschine-Schnittstelle ist eine bemerkenswerte technologische und biomedizinische Leistung. Obwohl viele Herausforderungen vor uns liegen, kommen diese Art von Systemen schnell an den Punkt der klinischen Ernährung. Durch konzertierte Anstrengungen und durch die Gewährleistung, dass verschiedene Strategien zur Verfügung stehen, sind optimal kombiniert, Diese Art von Prothetik könnten bald revolutionäre Behandlungsmodelle für die sensomotorische Lähmung werden."

Ein ähnlicher Bericht, der im vergangenen Jahr veröffentlicht wurde, beschrieb, wie ein erwachsener Patient, der aufgrund eines beschädigten Rückenmarks bei einem Motorradunfall gelähmt war, in der Lage war, eine Gehirncomputerschnittstelle zu benutzen, um einen Prothesenarm zu bewegen, indem er nur seine Gedanken benutzte.

One Giant Bite: Woman with Quadriplegia Feeds Herself Chocolate Using Mind-Controlled Robot Arm (Video Medizinische Und Professionelle 2018).

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