Beyin-Bilgisayar Arayüzü Teknolojisi Omurilik Yaralanması Olan Bireyin Eli duyarlılığını Geri Kazandırıyor

Battelle ve Ohio Eyalet Üniversitesi Wexner Tıp Merkezi’ndeki araştırmacılar, Beyin-Bilgisayar Arayüzü teknolojisinin kullanımıyla, omurilik yaralanması olan bir bireyin eline duyarlılık geri kazandırdıklarını bildirdiler. Bu gelişme, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıların, yaralanma veya hastalık nedeniyle felç olan bireylerin uzuv fonksiyonunu geri kazandırmaya yönelik teknoloji üzerinde çalıştıkları bir dönemde gerçekleşiyor.

Araştırma sonuçları 23 Nisan’da Cell dergisinde yayımlandı.

Yapay Duyusal Geri Bildirim

Yeni teknoloji, bireye geri gönderilen yapay duyusal geri bildirimi kullanarak, algılanamayan küçük nöral sinyalleri güçlendirmeye dayanır. Bu yöntem, motor fonksiyonunda büyük bir artışa yol açar.

Patrick Ganzer, Battelle’de ilk yazar ve baş araştırma bilimcisi.

“Alt-algısal dokunma olaylarını bilinçli algıya dönüştürüyoruz” diyor Ganzer. “Bunu yaptığımızda, birkaç fonksiyonel iyileşme gördük. İlk kez katılımcının dokunma hissini geri kazandırdığımızda, büyük bir keşif anı yaşadık.”

Katılımcı

Katılımcı, 2010 yılında bir araba kazası sonucu omurilik yaralanması olan 28 yaşındaki bir erkekti. Katılımcı, Ian Burkhart, 2014 yılından bu yana sağ koluna fonksiyon kazandırmaya yönelik NeuroLife projesine katıldı.

Yeni geliştirilen cihaz, ciltte yerleştirilen elektrodlardan ve motor kortekste yerleştirilen küçük bir bilgisayar çipinden oluşur. Beynin kaslara hareket sinyallerini ileten teller, omurilik yaralanmasını atlar. Cihazla, Burkhart koluyla hareket edebiliyor ve bir kahve fincanı kaldırmak, bir kredi kartını süzmek ve ellerini ve kollarını kullanmayı gerektiren video oyunları oynamak gibi eylemleri gerçekleştirebiliyor.

“Şimdiye kadar, Ian bazen elinin yabancı olduğunu hissetti çünkü duyusal geri bildirimi yoktu” diyor Ganzer. “Ayrıca, elini kontrol etmekte zorlanıyor, ancak hareketlerini yakından izliyorsa. Bu, çok fazla konsantrasyon gerektirir ve basit çoklu görevler gibi bir soda içmek veya TV izlemek neredeyse imkansız hale gelir.”

Araştırmacılar cildini uyartığında, hiçbir his yoktu, ancak beyninde hala bir nöral sinyal mevcuttu. Sorun, nöral sinyalin o kadar küçük olmasıydı ki algılanamıyordu. Araştırmacılar sinyali güçlendirebildiler, böylece beyin tepki verebiliyor.

Haptik geri bildirimi kullanarak, alt-algısal dokunma sinyalleri yapay olarak Burkhart’a geri gönderildi, böylece bunları algılayabildi.

Yeni yöntemle, Burkhart yalnızca dokunma yoluyla nesneleri algılayabildi. Bir başka đột phá, sistemin hem hareket hem de dokunma hissini aynı anda geri kazandıran ilk BCI olması, böylece daha büyük bir kontrol hissi sağlıyor. Son olarak, yöntem BCI sisteminin bir nesneyi tutmak için gereken doğru basıncı algılamasını sağlıyor.

Araştırmacılar, evde kullanılabilecek bir BCI sistemi oluşturmak istiyorlar. Şu anda, elektrodlere ve sensörlere sahip bir nächsten nesil kolluk geliştiriliyor, bunlar takılabiliyor ve çıkarılabiliyor. Ayrıca, bir bilgisayar yerine bir tablet tarafından kontrol edilebilen bir sistem üzerinde çalışıyorlar.

“İlk olarak yalnızca elimi kontrol etmeme izin veren bir cihazdan gelen duyusal bilgilerin olanaklarını görmek gerçekten harika” diyor Burkhart.