Uusi lähestymistapa voisi johtaa ajatusohjattuihin elektronisiin proteeseihin

Nykyiset hermoimplantteja pystyvät tallentamaan valtavia määriä hermotoimintaa, joka sitten siirretään johtojen kautta tietokoneeseen. Tutkijat ovat yrittäneet kehittää langattomia aivojen ja tietokoneiden rajapintoja tämän toiminnon suorittamiseksi, mutta se vaatii paljon tehoa. Tämän suuren tehon vuoksi syntyy liikaa lämpöä, mikä tekee implanteista vaarallisia potilaille. 

Nyt Stanfordista tuleva uusi tutkimus pyrkii ratkaisemaan tämän ongelman. Yliopiston tutkijat ovat jatkuvasti työstäneet teknologiaa, joka voi johtaa halvaantuneiden potilaiden hallintaan takaisin raajoissaan. Erityisesti he ovat pyrkineet kohti teknologiaa, jonka avulla nämä potilaat voivat hallita proteeseja ja olla vuorovaikutuksessa tietokoneiden kanssa ajatustensa avulla. 

Aivot-tietokoneliitäntä

Tämän saavuttamiseksi tiimi on keskittynyt parantamaan aivojen ja tietokoneen välistä käyttöliittymää, joka on laite, joka istutetaan potilaan aivojen pinnalle, aivan kallon alle. Implantti yhdistää ihmisen hermoston elektroniseen laitteeseen, joka voi auttaa palauttamaan selkäydinvamman tai neurologisen tilan kärsineen henkilön motorisen hallinnan.

Nykyiset laitteet tallentavat suuria määriä hermotoimintaa ja välittävät sen johtojen kautta tietokoneelle, ja kun tutkijat yrittävät luoda langattomia aivojen ja tietokoneiden rajapintoja, silloin syntyy liikaa lämpöä. 

Sähköinsinöörien ja neurotieteilijöiden ryhmä, mukaan lukien Krishna Shenoy, PhD ja Boris Murmann, PhD sekä neurokirurgi ja neurotieteilijä Jaimie Henderson, MD, ovat osoittaneet mahdollisen tavan saada aikaan langaton laite, joka pystyy keräämään ja lähettämään tarkkoja hermosignaaleja. kaikki samalla kun käytetään kymmenesosaa nykyisten järjestelmien vaatimasta tehosta. 

Ehdotetut langattomat laitteet näyttäisivät olevan luonnollisempia kuin johdolla varustetut, ja potilaiden liikealue olisi suurempi.

Lähestymistapaa esittivät jatko-opiskelija Nir Even-Chen ja tohtori Dante Muratore, PhD. paperi julkaistu Luonnon biolääketieteellinen tekniikka. 

Hermosignaalien eristäminen

Neurotieteilijät pystyivät tunnistamaan tiettyjä hermosignaaleja, joita tarvitaan proteesin ohjaamiseen. Laite voi olla mitä tahansa robottikäsivarresta tietokoneen kursoriin. 

Sähköinsinöörit loivat sitten piirin, joka johtaisi langattomaan aivo-tietokoneliitäntään, joka pystyy käsittelemään ja lähettämään tunnistettuja hermosignaaleja. Signaalit eristämällä tarvittiin vähemmän tehoa, mikä teki laitteiden turvallisen istuttaa aivojen pinnalle.

Ryhmä testasi lähestymistapaansa käyttämällä kerättyjä hermosolutietoja kolmelta kädelliseltä ja yhdeltä ihmisosallistujalta. Kliinisessä tutkimuksessa koehenkilöt suorittivat liiketehtäviä, kuten kohdistimen sijoittamista tietokoneen näytölle. Sitten he tallensivat mittauksia, ja ryhmä pystyi määrittämään, että tallentamalla osa toimintokohtaisista aivosignaaleista, yksilön liikettä voidaan ohjata langattomalla rajapinnalla. 

Tärkein erottava tekijä tämän laitteen ja langallisen laitteen välillä on eristys, jossa langallinen laite kerää aivosignaaleja massana. 

Tutkijaryhmä rakentaa nyt implantin uuteen lähestymistapaan ja suunnitteluun.