생각으로 제어되는 전자义肢 개발을 위한 새로운 접근법

현재의 신경 임플란트는大量의 신경 활동을 기록할 수 있으며, 이는 유선으로 컴퓨터에 전송됩니다. 연구자들은이 작업을 완료하기 위해 무선 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개발하려고 시도했지만, 이는大量의 전력을 필요로합니다. 높은 전력으로 인해 너무 많은 열이 발생하여 임플란트가 환자에게 안전하지 않습니다.

스탠퍼드에서 나온 새로운 연구는이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 대학의 연구자들은 마비 환자가 사지의 제어를 회복할 수 있는 기술을 개발하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 특히, 그들은 이러한 환자가 생각을 통해義肢를 제어하고 컴퓨터와 상호 작용할 수 있는 기술을 개발하려고 노력하고 있습니다.

뇌-컴퓨터 인터페이스

이를 달성하기 위해, 팀은 뇌-컴퓨터 인터페이스를 개선하는 데 중점을 두었습니다. 이는 환자의 뇌 표면에 심는 장치로, 인간의 신경계를 전자 장치와 연결하여, 척수 손상이나 신경계 질환으로 인해 운동 제어가 손상된 개인의 운동 제어를 회복하는 데 도움이 될 수 있습니다.

현재 장치는大量의 신경 활동을 기록하고 유선으로 컴퓨터에 전송합니다. 연구자들이 무선 뇌-컴퓨터 인터페이스를 만들려고 할 때, 너무 많은 열이 발생합니다.

전기 공학자와 신경 과학자 팀,包括 Krishna Shenoy 박사와 Boris Murmann 박사, 및 신경 외과 의사이자 신경 과학자 Jaimie Henderson 박사는 무선 장치가 정확한 신경 신호를 수집하고 전송할 수 있는 방법을 보여주었습니다. 이는 현재 시스템보다 10분의 1의 전력만을 사용합니다.

제안된 무선 장치는 유선 장치보다 더 자연스러울 것입니다. 환자는 더 큰 운동 범위를 가질 수 있습니다.

이 접근법은 대학원 학생인 Nir Even-Chen과 박사 후 연구원인 Dante Muratore 박사에 의해 논문에 자세히 설명되어 있습니다.Nature Biomedical Engineering.

신경 신호 분리

신경 과학자들은 義肢 장치를 제어하기 위해 필요한 특정 신경 신호를 식별할 수 있었습니다. 장치는 로봇 팔이나 컴퓨터 커서와 같은 어떤 장치도 될 수 있습니다.

전기 공학자들은 신경 신호를 처리하고 전송할 수 있는 무선 뇌-컴퓨터 인터페이스의 회로를 개발했습니다. 신호를 분리함으로써, 필요한 전력이 줄어들어, 장치가 뇌 표면에 심는 것이 안전해졌습니다.

팀은 3개의 비인간 영장류와 1명의 인간 참가자에서 수집한 신경 데이터를 사용하여 접근법을 테스트했습니다. 임상 시험에서, 참가자들은 컴퓨터 화면에 커서를 위치시키는 등의 운동 과제를 수행했습니다. 측정을 기록한 후, 팀은 특정 행동에 대한 뇌 신호의 부분 집합을 기록함으로써, 개인의 운동이 무선 인터페이스를 통해 제어될 수 있음을 결정할 수 있었습니다.

이 장치와 유선 장치의 주요 차이점은 분리입니다. 유선 장치는大量의 신경 신호를 수집합니다.

연구자 팀은 새로운 접근법과 설계를 기반으로 임플란트를 구축할 것입니다.