Forskare visar hur datorer kan en dag förbi ryggradsledningen

Om jag berättade för en dag datorer kommer att tillåta människor som är förlamade att gå igen, skulle du tro på mig? Tja, om framgången av japanska forskare förra veckan är någon indikation, är förmågan att kontrollera människokroppen med en dator inte så långt borta på vägen.

Den 14 augusti utfärdade Yukio Nishimura, docent vid National Institute for Physiological Sciences (NIPS) ett pressmeddelande som säger att forskargruppen framgångsrikt skapat en konstgjort samband mellan hjärnan och benen hos ett testämne.

Enligt pressmeddelandet tappade teamet väsentligen in i signalen från hjärnan Plugging In Your Brain and Body - Framtiden för implanterade datorer som pluggar i din hjärna och kropp - Framtiden för implanterade datorer Med den nuvarande utvecklingen av teknisk innovation och framsteg, nu är det en bra tid att utforska den senaste tekniken inom dator-mänsklig teknik. Läs mer för armrörelse så att närhelst patienten rörde armen under gångaktiviteten använde datagränssnittet den signalen för att styra en magnetisk stimulator som körde “spinal locomotion center”, möjliggör full ben rörelse.

Även om ämnet testades var “neurologiskt intakt”, De bad om att hålla benen avslappnad. När datorns bypass var inaktiverad var ämnesbenen stationära. När bypassen var aktiverad skulle benen röra sig i tid med rörelse av ämnets armar.

Styrning av kroppen med datorer

Projektets mål var att hjälpa patienter med gångstörningar på grund av ryggmärgsskada. Sådana skador kan resultera i antingen partiell eller fullständig avbrott av signaler mellan hjärnan och “spinal locomotion center” som kontrollerar ben rörelse.

Denna avbrott kan orsaka en onaturlig gång eller fullständig oförmåga att kontrollera benen alls.

Enligt forskarna styr rörelsecentret i ryggraden regelbundna rörelser som promenader eller simning. Målet med forskningen var att försöka stimulera lokomotivet icke invasivt med en magnetisk stimulator för att möjliggöra benkontroll och gånghastighet utan att det behövs direkt inblandning av hjärnan.

Nishimura förklarade att trots att den framgångsrika bypassen kunde hjälpa till med att möjliggöra rörelse där annars gå var nästan omöjligt, finns det begränsningar. Patienter kan bara kontrollera robotliknande gångrörelse och hastighet, men inte vända, växla till sidan eller andra mer komplexa benrörelser.

Vi hoppas att denna teknik skulle kompensera för avbrutna banans funktion genom att skicka ett avsiktligt kodat kommando till det bevarade spinallokomotoriska centret och återfå volontärt kontrollerad gångning hos individer med paraplegi. Den stora utmaningen att denna teknik inte hjälper dem att undvika hinder och upprätthålla hållning. Vi arbetar noggrant med klinisk tillämpning inom en snar framtid.

Testning av lokomotiv

Testet av den datorstödda ryggmärgsbygeln är inblandad “tappning” in i signalen till armarna från hjärnan och sedan aktivera det rörliga centret i ryggraden när “gå förbi” var påslagen.

I experimentet fäst forskarna ett ämne till magnetapparaten, frågade ämnet för att hålla benen helt avslappnad. Ämnet blev sedan berett att svänga armarna som om han gick. Forskare vände sedan bypassen och märkte att ämnesbenen inte rörde sig. Därefter aktiverade de bypassen, och ämnesbenen började flytta i samma rytm som armrörelsen.

I videon som släpptes av National Institute of Natural Sciences kan du titta på som forskare sen sände ämnet till golvet där han började gå vidare tills han äntligen slog en fotboll.

Omkörning av ryggmärgen

Denna typ av forskning har pågått under en tid, med milstolpar av framgångar under vägen. Till exempel, 2011, sju år efter en motorcykelolycka lämnade honom förlamad, hjälpte forskare vid University of Pittsburgh 30-årige Tim Hemmes att styra rörelsen av en robotarm med hjälp av ett elektrokortografi-galler (EcoG) placerat på ytan av Hemmes 'hjärna.

Den framgången och andra tycker om det på fältet visade att hjärnan signaler Program De Binaural Beats Of Your Brain Med Gnaural Program De Binaural Beats Of Your Brain Med Gnaural Varje musikfläkt vet att en bra melodi kan förändra ditt humör, men är det möjligt för låter det faktiskt förändra dina hjärnvågor? Troende i binaural beats tror det. De hävdar dessa ljud när de lyssnade på ... Läs mer kan avlyssas och tolkas för att styra externa enheter Styr din Windows-dator med ditt ansikte med eViaCam-kontroll Windows-datorn med ditt ansikte med eViaCam Läs mer .

Under 2012 kunde forskare vid Northwestern University använda liknande “brain-maskin” tekniken för att kringgå ryggmärgen, ungefär som hur Japan-forskarna gjorde det förra veckan. Lee E. Miller, professor i neurovetenskap vid nordvästra universitetet, förklarade nordvästra forskningen enligt följande:

Vi avlyssnar på de naturliga elektriska signalerna från hjärnan som berättar armen och handar hur man rör sig och skickar dessa signaler direkt till musklerna.

I sina experiment registrerade nordvästliga forskare hjärnan och muskelsignalerna i apor som aporna grep och lyfte en boll. Forskare utvecklade sedan en algoritm så att de kunde avkoda hjärnsignaler och identifiera när ämnet ville utföra samma åtgärder senare.

Forskare använde en lokalbedövning för att paralysera apsens arm vid armbågen och använde sedan en neuroprostes för att styra handmusklerna närhelst den rätta “handrörelse” mönstret kände igen från abens hjärnavläsningar. Med den nya konfigurationen - det vill säga datorn som omger ryggmärgen - kunde aporna förstå och lyfta bollen nästan lika lätt som de gjorde när handen inte blev förlamad.

Professor Miller förutspådde exakt var hans forskning skulle leda inom en snar framtid:

Denna koppling från hjärna till muskler kan någonsin användas för att hjälpa patienterna förlamade på grund av ryggmärgsskada utföra aktiviteter i det dagliga livet och uppnå större självständighet.

De japanska forskarna visade det ut förra veckan och banade vägen för framtida användning av datorer och hjärnvågsanalys. 5 Apps för att ställa in din hjärna med binaural beats [Android] 5 Apps för att ställa in din hjärna med Binaural Beats [Android] Att vara starkt intresserad av områden av frans vetenskap och teknik, är jag alltid fascinerad och fascinerad av några påståenden om teknik som påverkar biologi, eller tvärtom. Det är självklart att jag är ... Läs mer för att övervinna fysiska problem i samband med ryggmärgsskada.

Var ser du vetenskapen om hjärnmaskingränssnitt som går? Kommer implanterade datorer en dag att låta de förlamade att leva normala liv igen? Dela dina tankar i kommentarfältet nedan.

Bildkrediter: Backbone via Shutterstock

Utforska mer om: Bionic Technology, Geeky Science.