Nuwe benadering kan lei tot gedagte-beheerde elektroniese prosteses

Huidige neurale inplantings is in staat om massiewe hoeveelhede neurale aktiwiteit aan te teken, wat dan deur drade na 'n rekenaar oorgedra word. Navorsers het probeer om draadlose brein-rekenaar-koppelvlakke te ontwikkel om hierdie aksie te voltooi, maar dit verg 'n groot hoeveelheid krag. As gevolg van hierdie hoë hoeveelheid krag word te veel hitte opgewek, wat die inplantings onveilig maak vir pasiënte. 

Nou, 'n nuwe studie wat uit Stanford kom, het ten doel om hierdie probleem op te los. Navorsers aan die universiteit werk voortdurend aan tegnologie wat daartoe kan lei dat verlammingspasiënte weer beheer oor hul ledemate kan kry. Hulle het spesifiek gemik op tegnologie wat hierdie pasiënte in staat sal stel om prosteses te beheer en met rekenaars te kommunikeer deur hul gedagtes te gebruik. 

Brein-rekenaar-koppelvlak

Om dit te bereik, het die span gefokus op die verbetering van 'n brein-rekenaar-koppelvlak, wat 'n toestel is wat op die oppervlak van 'n pasiënt se brein, net onder die skedel, ingeplant word. Die inplanting verbind die menslike senuweestelsel met 'n elektroniese toestel, wat kan help om motoriese beheer te herstel vir 'n individu wat 'n rugmurgbesering of neurologiese toestand opgedoen het.

Huidige toestelle teken groot hoeveelhede neurale aktiwiteit aan en stuur dit deur drade na 'n rekenaar, en wanneer navorsers probeer om draadlose brein-rekenaar-koppelvlakke te skep, dit is wanneer te veel hitte gegenereer word. 

Die span elektriese ingenieurs en neurowetenskaplikes, insluitend Krishna Shenoy, PhD, en Boris Murmann, PhD, en neurochirurg en neurowetenskaplike Jaimie Henderson, MD, het 'n moontlike manier gedemonstreer om 'n draadlose toestel te bereik wat in staat is om akkurate neurale seine te versamel en oor te dra, dit alles terwyl 'n tiende van die krag wat deur huidige stelsels vereis word, gebruik word. 

Die voorgestelde draadlose toestelle blyk natuurliker te wees as dié met drade, en pasiënte sal 'n groter omvang van beweging hê.

Die benadering is deur nagraadse student Nir Even-Chen en nadoktorale genoot Dante Muratore, PhD in 'n papier gepubliseer in Natuurbiomediese Ingenieurswese. 

Isoleer neurale seine

Die neurowetenskaplikes kon spesifieke neurale seine identifiseer wat nodig was om 'n prostetiese toestel te beheer. Die toestel kan enigiets wees wat wissel van 'n robotarm tot 'n rekenaarwyser. 

Die elektriese ingenieurs het toe die stroombaan geskep wat sou lei tot 'n draadlose brein-rekenaar-koppelvlak wat die geïdentifiseerde neurale seine kan verwerk en oordra. Deur seine te isoleer, was minder krag nodig, wat die toestelle veilig gemaak het om op die oppervlak van die brein ingeplant te word.

Die span het hul benadering getoets deur versamelde neuronale data van drie nie-menslike primate en een menslike deelnemer te gebruik. In die kliniese proef het vakke bewegingstake uitgevoer soos om 'n wyser op 'n rekenaarskerm te plaas. Hulle het toe metings aangeteken, en die span kon vasstel dat deur 'n subset van aksie-spesifieke breinseine op te neem, 'n individu se beweging deur 'n draadlose koppelvlak beheer kan word. 

Die belangrikste skeidingsfaktor tussen hierdie toestel en die bedrade toestel is isolasie, met die bedrade toestel wat breinseine in grootmaat versamel. 

Die span navorsers sal nou 'n inplantaat bou gebaseer op die nuwe benadering en ontwerp.