Düşünceleri Kontrol Edilen Elektronik Protezler İçin Yeni Bir Yaklaşım

Şu anki nöral implantlar, nöral aktiviteyi büyük miktarlarda kaydedebilir ve bu aktivite bir bilgisayara kablolar aracılığıyla iletilir. Araştırmacılar, bu işlemi tamamlamak için kablosuz beyin-bilgisayar arayüzleri geliştirmeye çalıştılar, ancak bu, büyük miktarda güce ihtiyaç duyuyor. Bu yüksek güç nedeniyle, çok fazla ısı üretiliyor ve bu da implantların hastalar için güvenli olmasını engelliyor.

Şimdi, Stanford Üniversitesi’nden çıkan bir yeni çalışma bu sorunu çözmeyi amaçlıyor. Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, felçli hastaların uzuvlarını kontrol etmelerini sağlayabilecek teknoloji üzerinde sürekli olarak çalışıyorlar. Özellikle, bu hastaların protezleri kontrol etmelerine ve düşünceleri ile bilgisayarlarla etkileşime girmelerine olanak tanıyan teknoloji üzerinde odaklanıyorlar.

Beyin-Bilgisayar Arayüzü

Bunu başarmak için, ekip bir beyin-bilgisayar arayüzünü geliştirmeye odaklandı, bu, bir cihazdır ve hastanın beyninin yüzeyine, kafatasının hemen altına yerleştirilir. İmplant, insan sinir sistemini bir elektronik cihaza bağlar ve bu, omurilik veya nörolojik bir durum nedeniyle motor kontrolü kaybetmiş bir bireye hareket kontrolünü geri kazandırabilir.

Şu anki cihazlar büyük miktarda nöral aktivite kaydeder ve bir bilgisayara kablolar aracılığıyla iletir ve araştırmacılar kablosuz beyin-bilgisayar arayüzleri oluşturmaya çalıştıklarında, bu, çok fazla ısı üretilmesine neden olur.

Elektrik mühendisleri ve nörologlar ekibi, Krishna Shenoy, PhD, ve Boris Murmann, PhD, ve nörocerrah ve nörolog Jaimie Henderson, MD, kablosuz bir cihazın doğru nöral sinyalleri toplamasını ve iletilmesini sağlayarak, mevcut sistemlerin gerektirdiği gücün onda birini kullanarak bunu başarmak için bir yol gösterdiler.

Önerilen kablosuz cihazlar, kablolu olanlardan daha doğal görünüyor ve hastalar daha geniş bir hareket alanı sahip olacaklar.

Yaklaşım, bir makale tarafından graduate öğrencisi Nir Even-Chen ve postdoctoral fellow Dante Muratore, PhD tarafından Nature Biyomedikal Mühendislik dergisinde yayımlandı.

Nöral Sinyalleri İzole Etme

Nörologlar, bir protez cihazı kontrol etmek için gereken spesifik nöral sinyalleri belirleyebildiler. Cihaz, bir robotik kol veya bir bilgisayar imlecinden herhangi bir şey olabilir.

Elektrik mühendisleri, sonra belirlenen nöral sinyalleri işleyecek ve iletecek bir kablosuz beyin-bilgisayar arayüzü için devreleri oluşturdular. Sinyalleri izole ederek, daha az güç gerektiği için cihazlar beynin yüzeyine yerleştirilmesi güvenli hale geldi.

Ekibin yaklaşımını test etmek için, üç noninsan primat ve bir insan katılımcıdan toplanan nöronal verileri kullandılar. Klinik çalışmada, konular hareket görevleri gerçekleştirdiler, örneğin bir bilgisayar ekranında bir imleci konumlandırdılar. Sonra ölçümleri kaydetti ve ekibin, bir kablosuz arayüzün hareketi kontrol edebileceğini belirlediler.

Bu cihaz ile kablolu cihaz arasındaki ana ayırıcı faktör, izole etmektir, kablolu cihaz büyük miktarlarda beyin sinyallerini toplar.

Araştırmacılar ekibi şimdi yeni yaklaşımı ve tasarımı temel alan bir implant oluşturacaklar.