Bir araba kazasından sonra alt kollarını ve bacaklarını hissedemeyen veya hareket ettiremeyen 28 yaşında bir erkek olan Nathan Copeland, beyni ile kontrol ettiği bir robotik kolla dokunma hissini yeniden kazandı.

Dört küçük mikroelektrot dizisinin her biri beynindeki bir gömlek düğmesinin yarısı kadar implante edilmesini içeren Copeland'ın ameliyatı, ilk tıbbidır.

İmplantlar, Pittsburgh Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen Beyin Bilgisayar Arayüzüne (BCI) bağlanır. Ekip sonuçları açıklar. Science Translational Medicine.

Nörobiyoloji profesörü ve sistem sinirbilimi kürsüsü yazarlarından Andrew B. Schwartz, “Bu çalışmadaki en önemli sonuç, duyusal korteksin mikro uyarımının karıncalanma yerine doğal his uyandırmasıdır” diyor. "Bu uyarılma güvenlidir ve uyandırılan hisler aylar boyunca sabit kalır.

{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}

“Hastaların daha iyi hareketler yapmalarına yardımcı olmak için gereken stimülasyon kalıplarını daha iyi anlamak için yapılması gereken çok sayıda araştırma var.”

Bu, ekibin bir BCI'deki ilk girişimi değil. Dört yıl önce, fiziksel tıpta ve rehabilitasyonda yardımcı doçent olan Jennifer Collinger ve VA Pittsburgh Sağlık Sistemi için araştırma uzmanı olan çalışma ekibi ve ekibi, dejeneratif bir hastalığın neden olduğu kuadripleji nedeniyle Jan Scheuermann'a yardım eden bir BCI gösterdi. Scheuermann'ın kendine çikolata beslemesi videosu Dünyada zihin kontrollü robot kol kullanılarak görülmüştür. Ondan önce, Tim Hemmes, bir motosiklet kazasında felç oldu, kız arkadaşı ile el dokunmak uzanarak.

Ancak, kollarımızın doğal olarak etrafımızdaki çevre ile birlikte hareket etme ve etkileşime girme şekli, doğru kasları düşünmekten ve hareket ettirmekten daha fazla kaynaklanmaktadır. Bir parça kek ve bir soda kutusundan dokunuşla ayırt edebiliriz, pastayı konserve kutusundan daha nazikçe alırız. Dokunma duygusundan aldığımız sürekli geri bildirim, beyne nereye hareket edeceğini ve ne kadar kalacağını söylerken çok önemlidir.

Araştırma lideri Robert Gaunt, fiziksel tıp ve rehabilitasyon profesörü yardımcısı için, bu BCI için bir sonraki adımdı.

Gaunt ve meslektaşları doğru adayı ararken, robotik koldan gelen girdilerin, el hareketini ve dokunmayı kontrol eden nöronların bulunduğu beyine yerleştirilen bir mikroelektrot dizisi yoluyla iletilecekleri şekilde sistemlerini geliştirdi ve geliştirdiler. Blackrock Microsystems tarafından geliştirilen mikroelektrot dizisi ve kontrol sistemi ile birlikte Johns Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuvarı tarafından inşa edilen robotik kol, bulmacanın tüm parçalarını oluşturdu.

Copeland'ın hikayesi

2004'in kışında, o sırada 18 olan Copeland, boynunu kıran ve omuriliğine zarar veren bir araba kazasındayken, gece göğsünü yaralayıp, göğsünü yaraladı ve onu göğsünden aşağı doğru kuadripleji yaparak bıraktı.

Kazadan sonra, klinik denemelere katılmak isteyen hastaların kayıtlarına kaydoldu. Yaklaşık on yıl sonra, araştırma ekibi deneysel çalışmaya katılmakla ilgilenip ilgilenmediğini sordu.

Tarama testlerini geçtikten sonra, Copeland geçen bahar ameliyathaneye alındı. Copeland'ın beynindeki parmaklarının ve avucunun her birindeki duygulara karşılık gelen bölgeleri tanımlamak için görüntüleme teknikleri kullanıldı.

Copeland, ameliyattan bir ay sonra, “Her parmağımı hissedebiliyorum - bu gerçekten garip bir duygu” dedi. “Bazen elektrik ve bazen de baskı hissediyor, ancak çoğunlukla parmakların çoğuna kesin bir hassasiyetle söyleyebilirim. Parmaklarım dokunuyor ya da itiliyormuş gibi hissediyor. ”

Şu anda Copeland, bir maddenin sıcak veya soğuk olup olmadığını belirleyemese de, baskıyı hissedebiliyor ve yoğunluğunu bir dereceye kadar ayırt edebiliyor, ancak çalışma ortak araştırmacısı ve beyin cerrahı Elizabeth Tyler-Kabara'yı açıklıyor.

Gaunt, işle ilgili her şeyin, insanlara kaybedilen ancak unutulmayan şeyleri geri verebilmeleri için beynin doğal, mevcut yeteneklerini kullanmak anlamına geldiğini söylüyor.

Gaunt, “Nihai amaç, tıpkı doğal bir kolun yaptığı gibi hareket eden ve hisseden bir sistem oluşturmak” diyor. “Oraya gitmek için uzun bir yolumuz var, ancak bu harika bir başlangıç.”

Savunma Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansının Devrim Yaratan Protez programı, finansmanın çoğunu sağlamıştır.

Kaynak: University of Pittsburgh

İlgili Kitaplar:

at InnerSelf Pazarı ve Amazon