تحسين مهندسي الوراثة لأداء الذراع الروبوتية التي تتحكم بها الدماغ

عندما يُشغل فرد ذراعًا اصطناعية، خاصةً تقنية تُحكم بها العقل، يصبح من الصعب للغاية الحصول على السيطرة الحركية الكاملة للقيام بأشياء مثل اللمس أو الإمساك.

فريق من مهندسي الوراثة من جامعة بيتسبرغ Rehab Neural Engineering Labs قد نشر في ورقة جديدة في Science كيف يمكن أن تجعل التحفيز الدماغي الذي يثير الحس الشعري من السهل على المستخدم تشغيل ذراع روبوتية تُحكم بها العقل.

تقليص وقت الإمساك والتحويل إلى النصف

أجرى الفريق تجربة أظهرت أن إضافة الإحساس الاصطناعي إلى الرؤية يقلل من الوقت اللازم للاستيلاد على الأشياء ونقلها إلى النصف. انخفض الوقت المتوسط من 20.9 ثانية إلى 10.2 ثانية.

جينيفر كولينجر هي مؤلف مساعد ومحاضر مساعد في قسم الطب الطبي في جامعة بيتسبرغ.

“في نوع من المعنى، هذا ما كنا نأمل أن يحدث — ولكن ربما ليس إلى الدرجة التي لاحظناها،” قال كولينجر. “معلومات الإحساس من الأطراف والأيدي مهمة جدًا للقيام بالأمور العادية في حياتنا اليومية، وعندما تفتقد هذه المعلومات، يُضر أداء الأشخاص.”

المشارك في الدراسة

المشارك في الدراسة هو ناثان كوبلاند، الذي أصبح أول شخص يُزرع به مصفوفات كهربائية صغيرة في قشرة المخ الحركية وقشرة المخ الحسية، وهي منطقة في الدماغ التي تُعالج المعلومات الحسية من الجسم.

سمحت له المصفوفات بالسيطرة على الأذرع الروبوتية بعقله واستلام ملاحظات حسية، وهو ما يشبه أيضًا كيف تعمل الدوائر العصبية.

“كنت بالفعل مألوفًا جدًا مع الأحاسيس التي تُحدثها التحفيز وتنفيذ المهمة بدون تحفيز. حتى وإن لم تكن الأحاسيس ‘طبيعية’ — فهي تشبه الضغط والخدر اللطيف — لم يكن ذلك يزعجني. لم يكن هناك نقطة حيث شعرت أن التحفيز شيء يجب أن أعتاد عليه. القيام بالمهمة مع استلام التحفيز كان مثل شطيرة الفول السوداني و الجيلي،” قال كوبلاند.

كان كوبلاند مشاركًا في حادث سيارة أدى إلى إصابته بضرر في ذراعيه، لذلك انضم إلى تجربة سريرية لاختبار واجهة الحاسوب العصبية الدقيقة.

تم زرع أربع مصفوفات كهربائية صغيرة تم تطويرها بواسطة Blackrock Microsystems.

تم اختبار مشغل واجهة الحاسوب العصبية من خلال سلسلة من الاختبارات التي تتطلب उठاء ونقل العديد من الأشياء من طاولة إلى منصة مرتفعة. تم توفير ملاحظات الحس الشعري من خلال التحفيز الكهربائي، مما مكن المشارك من إكمال المهام بسرعة ضعف سرعة عدم التحفيز.

روبرت غونت هو مؤلف مساعد ومحاضر مساعد في قسم الطب الطبي في جامعة بيتسبرغ.

“لم نرد أن نحد من المهمة بإزالة المكون البصري من الإدراك،” قال غونت. “عندما يتم استعادة الحس الشعري حتى لو كان محدودًا وغير كامل، يتحسن أداء الشخص بطريقة ملحوظة. ما زلنا لدينا طريق طويل للذهاب فيما يتعلق بجعل الأحاسيس أكثر واقعية وإحضار هذه التقنية إلى منازل الناس، ولكن كلما قربنا من إعادة إنشاء المدخلات العادية إلى الدماغ، كان ذلك أفضل لنا.”