이 이식은 마비 된 사람들이 그들의 마음을 타게합니다.

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두뇌 대 컴퓨터 연결은 최근 심각한 사지 약점을 가진 사람들이 현재까지보고 된 최고 속도와 정확도 수준으로 직접적인 두뇌 통제를 통해 타이핑 할 수있게했습니다.

참가자 중 2 명은 루게릭 병 (Lou Gehrig 's disease)이라고도 불리는 근 위축성 측삭 경화증 (筋 萎縮 性 側 索 硬化 症)이 있으며, 척추 손상이 있습니다.

그들은 각각 하나 또는 두 개의 베이비 아스피린 크기의 전극 배열을 두뇌에 두어 근육 운동을 제어하는 ​​영역 인 운동 피질의 신호를 기록합니다. 신호는 케이블을 통해 컴퓨터로 전송되고 커서로 화면상의 키보드 문자를 안내하는 포인트 앤 클릭 명령으로 알고리즘에 의해 변환되었습니다.

각 참가자는 최소한의 훈련을 거친 후에 유사하게 손상된 운동을하는 사람들의 의사 소통을 향상시키기 위해 뇌 컴퓨터 인터페이스 또는 BCI의 이전 테스트 결과를 능가하기 위해이 기술을 충분히 습득했습니다. 특히 전자 키 보드 응용 프로그램에서 흔히 볼 수있는 자동 완성 기능을 사용하지 않고도 입력 속도를 높여 성능을 향상시킬 수있었습니다.

캘리포니아 주 멘로 파크 (Menlo Park, California)의 한 참가자 인 Dennis Degray는 분당 약 8 단어에 해당하는 분당 39 올바른 문자를 입력 할 수있었습니다.

이 포인트 앤 클릭 방식은 스마트 폰과 태블릿을 포함한 다양한 컴퓨팅 장치에 상당한 수정없이 적용될 수 있다고 연구진은 전했다. 그들의 발견은 저널에 나타난다. eLife.

"이 게임은 제가 지금까지 사용해 본 가장 멋진 비디오 게임 중 하나와 같습니다. 그리고 나는 그것에 4 분의 1을 넣을 필요조차 없다. "


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스탠포드 대학의 신경 외과 교수 인 제이미 헨더슨 (Jaimie Henderson)은 "우리 연구의 성공은 마비 환자의 삶의 질 향상에 중요한 이정표가되었다"고 말하면서 스탠포드 병원에서 세 가지 장치 삽입 절차 중 두 가지를 수행 한 Jaimie Henderson 교수는 말한다. 세 번째는 매사추세츠 종합 병원에서 열렸습니다.

"이 연구는 전에 보여준 것보다 3 배 빠른 속도와 정확성을보고합니다."라고 공동 수석 저자 Krishna Shenoy (전기 공학 교수)는 말합니다. "우리는 휴대폰에 텍스트를 입력 할 수있는 속도에 접근하고 있습니다."

에 모리 대학 (Emory University)과 조지아 공대 (Georgia Institute of Technology)에서 생체 공학 교수 조감독으로 일하는 전직 박사후 학자 Chethan Pandarinath는 "성능은 정말 흥미 롭습니다. "우리는 팔과 손 마비를 가진 많은 사람들이 유용 할 것이라고 통신 속도를 달성하고 있습니다. 이것은 실제 사용에 적합한 장치를 제조하기위한 중요한 단계입니다. "

Shenoy의 실험실은 운동 피질의 신경 세포에 의해 발사 된 복잡한 전기 신호의 발리를 해독하는데 사용되는 알고리즘을 개척했으며,이를 실시간으로 척수와 근육에 의해 실행되는 행동으로 실시간 변환했다.

"이러한 고성능 BCI 알고리즘을 인간 임상 시험에 사용하면 이러한 종류의 기술이 마비가있는 사람들과 의사 소통을 복원 할 수있는 잠재력을 입증하게됩니다."라고 박사후 연구원 인 Paul Nuyujukian은 말합니다.

'나는 비가 내리는 쓰레기를 꺼내고 있었다'

마비 환자 수백만 명이 미국에 살고 있습니다. 때로는 그들의 마비가 ALS 에서처럼 서서히 나타납니다. 때때로 그것은 Degray의 경우처럼 갑자기 도착합니다.

이제 64, Degray는 10 월 10, 2007에서 사지 마비 상태에 빠졌습니다. 그는 삶의 변화로 척수 손상을 입었습니다. "나는 빗속에서 쓰레기를 꺼내고 있었다"고 말했다. 한 손에는 쓰레기를, 다른 한 손에는 쓰레기를 버리고 잔디 위를 미끄러 져 턱에 닿았습니다. 그 충격은 뇌를 아끼지 만 그의 척추가 심하게 부상 당했고 머리와 뇌 사이의 모든 의사 소통이 차단되었습니다. "나는 쇄골 밑으로가는 일이 없다."라고 그는 말한다.

Degray는 8 월 2016에서 Henderson의 손에 2 개의 장치 보형물을 받았다. 몇 차례에 걸친 연구 세션에서 비슷한 외과 수술을받은 두 명의 연구 참여자는 원하는 팔, 손 및 손가락 움직임의 패턴을 시도하거나 시각화하는 것이 좋습니다. 이 운동 피질의 신경 신호는 임베디드 녹음 장치에 의해 전자적으로 추출되어 컴퓨터로 전송되어 Shenoy의 알고리즘에 따라 화면상의 키보드 커서를 지시자 명령으로 변환하여 참가자가 지정한 문자로 전달합니다.

빠른 갈색 여우 ...

연구원은 환자가 정확하게 문구와 문장을 복사 할 수있는 속도를 측정했습니다. 예를 들어 "빠른 갈색 여우는 게으른 개로 뛰어 올랐습니다."평균 속도는 분당 Degray 및 7.8 및 6.3 단어의 분당 2.7 단어이며, 다른 두 참가자는 각각

이번 연구에 사용 된 연구 시스템은 BrainGate Neural Interface System으로 불리는 대뇌 피질의 두뇌 - 컴퓨터 인터페이스로 BCI의 최신 세대를 대표합니다. 이전 세대는 두피 위에 놓인 전기 리드를 통해 먼저 신호를 들었고 그 다음 두개골 아래의 뇌 표면에 외과 적으로 배치하여 신호를 들었습니다.

intracortical BCI는 1/4 인치 너비의 작은 실리콘 칩을 사용하여 뇌를 약 1/4 두께까지 관통시키고 모터 피질의 개별 신경 세포의 전기적 활동을 두드리는 100 전극을 돌출시킵니다.

헨더슨은 구세대 BCI에 비해 신경 감지의 개선 된 해상도를 천장에 배치하는 것보다는 스튜디오 청중의 개별 구성원에게 박수 측정 미터를 건네주는 것과 비교했다 " 청중의 각자가 얼마나 빨리 박수 있는지. "

24 / 7 무선 시스템

ShenNoy는 10 년보다 5에 가까워 진다고합니다. ShenGoy는 자기 교정, 완전 이식 무선 시스템을 보모 도움없이 사용할 수있을 때 외관상의 효과가 없다고 예측합니다. 시계 주위에서 사용할 수 있습니다.

"나는 극복 할 수없는 도전을 보지 못했다. "우리는 거기에 가기 위해해야 ​​할 단계를 알고 있습니다."

연구에 적극적으로 참여하는 Degray는 사고 이전에 타이핑하는 방법을 알고 있었지만 전문가는 없었습니다. 그는 비디오 게임 애호가의 언어로 자신의 새로 공개 된 활약을 설명했다.

"이것은 내가 지금까지해온 가장 시원한 비디오 게임 중 하나와 같습니다."라고 그는 말합니다. "나는 쿼터를 넣을 필요조차 없다."

스탠포드 연구 조교 인 크리스틴 블레이브 (Christine Blabe)도 매사추세츠 종합 병원 (University Massachusetts General Hospital)과 케이스 웨스턴 대학 (Case Western University)의 브레인 게이트 (BrainGate) 연구원과 마찬가지로 연구 공동 저자이기도합니다.

기금은 국립 보건원, 스탠포드 포스트 박사 사무국, 크레이그 H. 닐스 센 재단, 스탠포드 의료 과학자 훈련 프로그램, 스탠포드 바이오 X 뉴로 벤처스, 스탠포드 뉴로 혁신 및 번역 신경 과학 연구소, 스탠포드 신경 과학 연구소 (Stanford Neuroscience Institute) , Larry와 Pamela Garlick, Samuel과 Betsy Reeves, Howard Hughes Medical Institute, 미국 퇴역 군인 담당관, MGH 학장, 심방 세동 및 뇌졸중에 대한 통합 연구 기관, 매사추세츠 종합 병원.

스탠포드의 기술 라이센스 사무소 (Office of Technology Licensing)는 Shenoy의 실험실에서 이루어진 대뇌 피질 BCI 관련 공학 발전에 대한 지적 재산권을 보유하고 있습니다.

출처 : 브루스 골드만 Stanford University

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