Chipurile creierului au ajutat un om paralizat să atingă din nou

Într-o noapte ploioasă din 2004, Nathan Copeland a fost într-un accident de mașină teribil. Accidentul ia lovit gâtul și i-a rănit maduva spinării. Medicii au spus că nu va putea niciodată să simtă sau să-și miște brațele și picioarele din nou.

Dar acum, 12 ani mai târziu, Copeland și-a redobândit simțul tactil cu ajutorul unui braț robotic și al unei interfețe creier-calculator (BCI).

Chipsurile creierului - patru matrice de microelectrozi, fiecare cu dimensiunea unui buton de cămașă - au fost plasate în creierul lui Copeland în zone care corespundeau senzațiilor de atingere în degete și în palmă. Într - o lucrare publicată joi în Medicina translațională științifică, cercetătorii de la Universitatea din Pittsburgh explică faptul că atunci când se aplică presiune ușoară asupra degetelor robotice, sentimentul este transformat în semnale electrice care se hrănesc în cortexul somatosenzorial al Copelandului.

"Mă simt aproape de fiecare deget - este o senzație foarte ciudată", spune Copeland într-o declarație. "Uneori se simte electric și, uneori, este presiune, dar, în cea mai mare parte, pot spune cele mai multe degete cu o precizie precisă. Se simte ca degetele mele sunt atinse sau împins."

În timp ce Copeland nu poate spune dacă o substanță este caldă sau rece cu BCI, a fost capabil să descrie 93 la suta din stimuli (cum ar fi sentimentul unui tampon de bumbac pe piele) ca senzație de "posibil naturale" la sfârșitul perioadei de șase luni studiu. El poate, de asemenea, să identifice corect ce deget protetic este atins în timp ce ochii au fost îmbrăcați în 84% din timp.

BCI este cea mai nouă îmbunătățire a protezelor controlate de minte, care au apărut în mod constant ca modalitate cea mai promițătoare de a oferi o gamă mai largă de mișcări. Această cercetare, anunțată pentru prima dată publicului în septembrie 2015 și revizuită acum, a fost finanțată de Agenția pentru Proiecte de cercetare avansată în domeniul apărării (DARPA).

"DARPA a arătat anterior că o interfață a creierului poate fi utilizată pentru a direcționa mișcările unui braț robotic", explică Justin Sanchez, directorul Oficiului pentru Tehnologii Biologice ale DARPA, într-un videoclip lansat joi de DARPA. "Cu această nouă dezvoltare … am închis bucla între om și mașină".

Acesta este un progres imens în robotica de sănătate: Pentru a experimenta funcționalitatea completă a unui membru nativ, o persoană trebuie să fie capabilă să experimenteze feedback-ul somatosenzorial. Neputința de a simți este problematică mai mult decât evidentă: creează deficite grave în controlul motorului, dar în același timp dăunează capacității de manipulare a obiectelor. Pentru cei peste 1,6 milioane de oameni din Statele Unite care au un tip de pierdere a membrelor, abilitatea de a experimenta atingerea ar fi revoluționară.

În timp ce cercetătorii recunosc că sunt necesare mai multe cercetări pentru a înțelege modelele de stimulare a atingerii, ei cred că această repetare a BCI este un prim pas crucial.

"Scopul final este de a crea un sistem care se mișcă și se simte la fel ca un braț natural", a spus autorul principal, Robert Gaunt, într-o declarație. "Avem un drum lung de parcurs pentru a ajunge acolo, dar acesta este un început minunat".