Aivoverkko-liittymätekniikka palauttaa tunteen halvaantuneen henkilön käteen

Battellen ja Ohion osavaltion yliopiston Wexnerin lääketieteellisen keskuksen tutkijaryhmä kertoo, että aivoverkko-liittymätekniikan avulla he onnistuivat palauttamaan tunteen henkilön käteen, joka oli saanut vakavan selkärankavamman. Tämä kehitys tapahtuu samaan aikaan, kun tutkijat ympäri maailmaa työskentelevät tekniikassa, joka voi palauttaa raajan toiminnan henkilöille, jotka ovat halvaantuneita vamman tai sairauden vuoksi.

Tutkimusjulkaistiin Cell-lehdessä 23. huhtikuuta.

Tekevä tunne-ulomake

Uusi tekniikka perustuu havaitsemattomien pienien hermoimpulssien käyttöön, jotka vahvistetaan tekevän tunne-ulomakkeen avulla, joka lähetetään takaisin henkilölle. Tämä menetelmä johtaa suureen lisäykseen lihasvoimassa.

Patrick Ganzer on ensisijainen tekijä ja pääasiallinen tutkija Battellessa.

“Me otamme havaitsemattomat kosketustapahtumat ja vahvistamme ne tietoisen havainnon avulla,” Ganzer sanoo. “Kun teimme tämän, me näimme useita toiminnallisia parannuksia. Se oli suuri löytö, kun me ensin palautimme osallistujan tunteen.”

Osallistuja

Osallistuja oli 28-vuotias mies, joka oli ollut auto-onnettomuudessa vuonna 2010, josta seurasi vakava selkärankavamma. Osallistuja, jonka nimi on Ian Burkhart, on ollut mukana NeuroLife-projektissa vuodesta 2014 lähtien oikean käden toiminnan palauttamiseksi.

Uuden laitteen kehittäminen käyttää elektrodeja, jotka asetetaan iholle, ja pientä tietokonepiiriä, joka on istutettu lihasaivoon. Siinä on johtimia, jotka reitittävät liikkeen signaaleja aivoista lihaksiin, jolloin selkärankavamma voidaan ohittaa. Laite mahdollistaa Burkhartin hallita kättään ja suorittaa toimintoja, kuten kohottaa kahvikuppia, vedä käyttöön luottokorttia ja pelata videopelejä, jotka vaativat käsiä ja käsiä.

“Ennen tätä Ian on usein tuntunut, että hänen käsiään oli vieras johtuen tunteen puutteesta,” Ganzer sanoo. “Hänellä on myös vaikeuksia hallita kättään, ellei hän ole tarkkaavaisesti seuraamassa liikkeitään. Tämä vaatii paljon keskittymistä ja tekee yksinkertaisen moniajo, kuten juominen mehua samalla kun katselee televisiota, lähes mahdottomaksi.”

Kun tutkijat stimuloivat ihoa, ei ollut tunnetta, mutta hermoimpulssi oli edelleen läsnä aivoissa. Ongelma oli, että hermoimpulssi oli niin pieni, ettei sitä voinut havaita. Tutkijat pystyivät vahvistamaan signaalia, jotta aivot pystyivät reagoimaan.

Haptisen palautteen avulla havaitsemattomat kosketussignaalit lähetettiin takaisin Burkhartille, jolloin hän pystyi havaitsemaan ne.

Uuden menetelmän avulla Burkhart pystyi havaitsemaan asioita yksinomaan kosketuksen avulla. Toinen läpimurto oli, että järjestelmä on ensimmäinen aivoverkko-liittymä, joka mahdollistaa liikkeen ja tunteen palauttamisen yhtä aikaa, mikä antaa suuremman hallintatunteen. Lopuksi menetelmä mahdollistaa aivoverkko-liittymäjärjestelmän aistia oikean paineen esineen käsittelyyn.

Tutkijaryhmä haluaa luoda aivoverkko-liittymäjärjestelmän, jota voidaan käyttää kotona. Uuden sukupolven hihna on parhaillaan kehitteillä, joka sisältää elektrodeja ja antureita, jotka voidaan laittaa päälle ja riisua. He työskentelevät myös järjestelmän parissa, jota voidaan ohjata tabletin avulla tietokoneen sijaan.

“On ollut upeaa nähdä mahdollisuuksia aistitiedosta, joka tulee laitteesta, joka oli alun perin luotu ainoastaan sallimaan minun hallita kättäni yksisuuntaisesti,” Burkhart sanoo.