เทคโนโลยี Brain-Computer Interface ฟื้นฟูความรู้สึกมือให้กับบุคคลที่ได้รับบาดเจ็บที่กระดูกสันหลัง

ทีมนักวิจัยจาก Battelle และ Ohio State University Wexner Medical Center รายงานว่าผ่านการใช้เทคโนโลยี Brain-Computer Interface ได้ฟื้นฟูความรู้สึกมือให้กับบุคคลที่ได้รับบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังอย่างรุนแรง นี่เป็นการพัฒนาที่เกิดขึ้นเมื่อนักวิจัยทั่วโลกกำลังทำงานเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่สามารถฟื้นฟูการทำงานของข้อต่อให้กับบุคคลที่ถูกทำให้พิการจากอุบัติเหตุหรือโรค

การวิจัย ถูกตีพิมพ์ ในวารสาร Cell เมื่อวันที่ 23 เมษายน

การให้ข้อมูลสัมผัสเทียม

เทคโนโลยีใหม่นี้ขึ้นอยู่กับการใช้สัญญาณประสาทที่เล็กมากที่ไม่สามารถรับรู้ได้ซึ่งถูกเพิ่มผ่านการให้ข้อมูลสัมผัสเทียม ซึ่งส่งกลับไปยังบุคคลนั้น วิธีนี้ทำให้การทำงานของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้นอย่างมาก

แพทริก กันเซอร์ เป็นผู้เขียนหลักและเป็นนักวิจัยหลักของ Battelle

“เรากำลังนำเหตุการณ์สัมผัสที่ไม่สามารถรับรู้ได้และเพิ่มให้กลายเป็นการรับรู้ที่ตระหนักได้” กันเซอร์กล่าว “เมื่อเราทำเช่นนี้ เราได้เห็นการปรับปรุงที่ดีขึ้นหลายอย่าง มันเป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นเมื่อเราฟื้นฟูความรู้สึกสัมผัสของผู้เข้าร่วมการวิจัยครั้งแรก”

ผู้เข้าร่วมการวิจัย

ผู้เข้าร่วมการวิจัยเป็นชายวัย 28 ปีที่เกิดอุบัติเหตุทางรถยนต์ในปี 2010 ซึ่งทำให้เขาได้รับบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังอย่างรุนแรง ผู้เข้าร่วมการวิจัยซึ่งชื่อ Ian Burkhart ได้เข้าร่วมโครงการ NeuroLife ตั้งแต่ปี 2014 เพื่อฟื้นฟูการทำงานของมือขวาของเขา

อุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นใหม่นี้ใช้ระบบอิเล็กโทรดที่วางบนผิวหนังและชิปคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กที่ฝังอยู่ในเปลือกสมอง มีสายที่ส่งสัญญาณการเคลื่อนไหวจากสมองไปยังกล้ามเนื้อ ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บที่กระดูกสันหลังได้ ด้วยอุปกรณ์นี้ Burkhart สามารถควบคุมมือของเขาและทำการกระทำต่างๆ เช่น ยกแก้วกาแฟ สวाइป์บัตรเครดิต และเล่นวิดีโอเกมที่ต้องการใช้มือและแขน

“จนถึงตอนนี้ บางครั้ง Ian รู้สึกว่ามือของเขาเหมือนเป็นสิ่งแปลก ๆ เนื่องจากไม่มีการให้ข้อมูลสัมผัส” กันเซอร์กล่าว “เขายังพบปัญหาในการควบคุมมือของเขา เว้นแต่เขาจะดูมันอย่างใกล้ชิด ซึ่งต้องใช้ความสนใจอย่างมากและทำให้การทำหลายอย่างพร้อมกัน เช่น ดื่มโซดาขณะดูทีวี เป็นเรื่องที่ยากมาก”

เมื่อนักวิจัยกระตุ้นผิวหนังของเขา ไม่มีการรับรู้ แต่ยังมีสัญญาณประสาทอยู่ในสมองของเขา ปัญหาก็คือสัญญาณประสาทนั้นเล็กเกินไปที่จะรับรู้ได้ นักวิจัยสามารถเพิ่มสัญญาณให้สมองสามารถตอบสนองได้

ผ่านการใช้การให้ข้อมูลสัมผัสเทียม สัญญาณสัมผัสที่ไม่สามารถรับรู้ได้ถูกส่งกลับไปยัง Burkhart ทำให้เขาสามารถรับรู้ได้

ด้วยวิธีนี้ Burkhart สามารถตรวจจับสิ่งต่างๆ ได้เพียงผ่านการสัมผัสเท่านั้น การพัฒนาอีกอย่างหนึ่งคือระบบนี้เป็น BCI แรกที่สามารถฟื้นฟูการเคลื่อนไหวและความรู้สึกสัมผัสในเวลาเดียวกัน ซึ่งให้ความรู้สึกควบคุมที่ดีขึ้น สุดท้าย วิธีนี้ทำให้ระบบ BCI สามารถรับรู้แรงกดที่เหมาะสมสำหรับการจัดการวัตถุ

ทีมนักวิจัยต้องการสร้างระบบ BCI ที่สามารถใช้งานได้ที่บ้าน กำลังพัฒนาสลี๊ปถัดไปที่มีอิเล็กโทรดและเซ็นเซอร์ที่สามารถ ould be put on and taken off. They are also working on a system capable of being controlled by a tablet instead of a computer. ‘It has been amazing to see the possibilities of sensory information coming from a device that was originally created to only allow me to control my hand in a one-way direction,’ Burkhart says.