Beyin Kontrollü Robotik Kolumun İşleyişini Biyomühendisler İyileştirdi

Bir birey bir protez kolu, özellikle de zihin kontrollü bir teknolojiyi çalıştırduğunda, dokunmak veya kavrayarak şeyler yapmak gibi tam motor kontrolüne sahip olmak son derece zordur.

Pittsburgh Üniversitesi Rehabilitasyon Nöral Mühendislik Laboratuvarları’ndan bir grup biyomühendis, yeni bir Science makalesinde, dokunsal hisleri uyandıran beyin stimülasyonunun, bir kullanıcının bir beyin kontrollü robotik kolu çalıştırmasını nasıl kolaylaştırabileceğini açıkladı.

Kavrama ve Transfer Süresi Yarısına İndi

Ekibin yaptığı bir deney, görseli suni dokunsal algı ile desteklemenin nesneleri kavrama ve transfer etme süresini yarıya indirabileceğini gösterdi. Median süre 20.9 saniyeden 10.2 saniyeye düştü.

Jennifer Collinger, Pitt Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Bölümü’nde yardımcı doçent ve ortak senior yazar.

“Bir anlamda, umduğumuz şey bu oldu – ancak belki de gözlemlediğimiz kadar değil,” dedi Collinger. “Uzuvlardan ve ellerden gelen duyusal geri bildirim, günlük hayatımızda normal şeyler yapmamız için son derece önemlidir ve bu geri bildirimin eksik olması, insanların performansını bozar.”

Çalışma Katılımcısı

Çalışma katılımcısı Nathan Copeland, beyninin motor korteksine değil, aynı zamanda vücudun duyusal bilgilerini işleyen bir beyin bölgesi olan somatosensory korteksine de küçük elektrot dizileri implante edilen ilk kişi oldu.

Diziler, onu zihniyle robotik kollara kontrol etme ve dokunsal duyusal geri bildirimi alma yeteneği verdi, bu da nöral devrelerin nasıl çalıştığına benzer.

“Hem uyandırılan hisler hem de stimülasyon olmadan görevi gerçekleştirmekle zaten非常 derecede aşinaydım. His doğal değil – baskı ve hafif karıncalanma gibi hissediyor – ama bana hiç rahatsız olmadı,” dedi Copeland. “Aslında, stimülasyonun alışmak zorunda olduğum bir şey olduğu hiç olmadı. Görevi yaparken stimülasyonu almak, PB&J gibi bir araya geldi.”

Copeland, kollarının kullanımını sınırlayan bir araba kazasına karıştı, bu nedenle duyusal motor mikroelektrot beyin-bilgisayar arayüzü (BCI) testinin klinik denemesine kaydoldu. Blackrock Microsystems tarafından geliştirilen dört mikroelektrot dizisi implante edildi.

BCI operatörü, bir masa上的 nesneleri bir yükseltilmiş platforma almak ve taşımak için bir dizi teste tabi tutuldu. Dokunsal geri bildirim, elektrik stimülasyonu ile sağlandı ve bu, katılımcının görevleri stimülasyon olmadan göreli olarak iki kat daha hızlı tamamlamasını sağladı.

Robert Gaunt, Pitt Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Bölümü’nde yardımcı doçent ve ortak senior yazar.

“Görevi algının görsel bileşenini kaldırarak sınırlamak istemedik,” dedi Gaunt. “Sınırlı ve eksik duyusal hisler restore edildiğinde, kişinin performansı önemli ölçüde iyileştirildi. Hisleri daha gerçekçi hale getirmek ve bu teknolojiyi insanların evlerine getirmek için hala uzun bir yol kat etmemiz gerekiyor, ancak beyne normal girişleri yeniden yaratmaya ne kadar yakın olursak, o kadar iyi oluruz.”