Quando l'immaginazione prende vita reale: armi per la Paralizzato

Immagina di poter spostare un oggetto semplicemente pensando di spostarlo: ecco fatto. Solo pensandolo, sei in grado di spostarlo. 

Secondo i ricercatori dell'Università del Minnesota, le persone possono ora controllare un braccio robotico usando solo le loro menti, senza un impianto cerebrale.

 

Come funziona?!

Tramite una tecnica chiamata elettroencefalografia (EEG).

I soggetti indossano un cappellino cerebrale non invasivo dotato di elettrodi e il loro I "pensieri" vengono convertiti in azioni mediante "elaborazione avanzata del segnale e apprendimento automatico".

La tecnologia dell'interfaccia cervello-computer funziona grazie alla geografia della corteccia motoria, l'area del cervello che governa il movimento. Quando gli esseri umani si muovono o pensano a un movimento, i neuroni nella corteccia motoria producono minuscole correnti elettriche. Pensare a un movimento diverso attiva un nuovo assortimento di neuroni ... L'ordinamento di questi assortimenti utilizzando l'elaborazione avanzata del segnale ha gettato le basi per l'interfaccia cervello-computer utilizzata dai ricercatori dell'Università del Minnesota.

Esperimenti e percentuali di successo

Una serie di esperimenti (Sessioni 8 – 15) sono state eseguite su un gruppo di soggetti umani sani 13. I soggetti dovevano controllare un braccio robotico ed eseguire complesse attività di portata e presa che aumentavano progressivamente in difficoltà. Il compito è stato diviso in due fasi:

  1. Il soggetto era guidare il cursore / braccio robotico all'interno di un piano bidimensionale (2D) verso una regione sopra un oggetto bersaglio nello spazio 3D e passarci sopra con il mouse.
  2. Se il soggetto selezionava l'oggetto corretto, doveva guidare il braccio robotico nella terza dimensione per afferrare l'oggetto.

I soggetti sono stati in grado di raccogliere oggetti in posizioni fisse con elevata precisione, una percentuale di successo media superiore all'80%. Sono stati in grado di spostare gli oggetti da una posizione all'altra (il tavolo sullo scaffale) con una percentuale di successo media superiore al 70%.

Ciò dimostra che con l'EEG, possiamo modulare volontariamente l'attività cerebrale per controllare un braccio robotico con libertà nell'arco di poche sessioni di allenamento.

Implicazioni

Questa invenzione e la ricerca hanno il potenziale per aiutare i milioni di persone che sono incapaci o hanno poca libertà di muovere le braccia a causa di disturbi neuromuscolari / malattie neurodegenerative. Ciò include le persone che soffrono di distrofia muscolare, ictus del tronco cerebrale e lesioni del midollo spinale.

Fatta in modo efficace, questa tecnica non invasiva può colmare il divario non solo tra il cervello e il mondo esterno, ma tra chi è fisicamente sano e chi è paralizzato.

ricercatori:

  • Bin He -UMN professore di ingegneria biomedica, direttore dell'UMN Institute for Engineering in Medicine e ricercatore capo dello studio
  • Jianjun Meng - ricercatore post-dottorato in ingegneria biomedica
  • Bryan Baxter - studente laureato in ingegneria biomedica
  • Angeliki Bekyo - Membro dello staff dell'Istituto di Ingegneria in Medicina
  • Shuying Zhang - studente universitario in ingegneria biomedica
  • Jaron Olsoe - studente universitario in ingegneria biomedica

finanziatori:

  • National Science Foundation (NSF)
  • Centro Nazionale per complementare e integrativa Salute
  • Istituto nazionale di imaging biomedico e bioingegneria
  • Istituto nazionale di malattie neurologiche e ictus del National Institutes of Health (NIH)
  • MnDRIVE Initiative x Minnesota Legislature dell'Università del Minnesota
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