임플란트와 로봇 팔이 마비 된 남자를 어떻게 느끼게합니까?

임플란트와 로봇 팔이 마비 된 남자를 어떻게 느끼게합니까?

자동차 사고 후 팔이나 다리를 느낄 수 없거나 움직일 수 없었던 28의 한 살짜리 남자 인 나단 코플랜드 (Nathan Copeland)는 두뇌로 제어하는 ​​로봇 팔을 통해 감각을 되찾았습니다.

그의 두뇌에있는 셔츠 단추의 크기의 절반에 각각 4 개의 작은 미세 전극 배열을 이식하는 코플랜드의 수술은 의학적으로 가장 먼저 이루어졌습니다.

이 임플란트는 피츠버그 대 (University of Pittsburgh)의 연구원이 개발 한 BCI (Brain Computer Interface)에 연결됩니다. 팀은 과학 병진 의학.

"이 연구에서 가장 중요한 결과는 감각 피질의 미세 자극이 따끔 거림 대신 자연 감각을 이끌어 낼 수 있다는 것"이라고 신경 생물학 교수이자 시스템 신경 과학 교수 인 앤드류 B. 슈워츠 (Andrew B. Schwartz) 연구 공동 저자는 말한다. "이 자극은 안전하며, 유발 된 감각은 수개월에 걸쳐 안정적입니다.

"환자가 더 나은 운동을하도록 돕는 데 필요한 자극 패턴을 더 잘 이해하기 위해 수행해야 할 연구가 많이있다."

이것은 팀이 BCI에서 처음 시도한 것이 아닙니다. 4 년 전, 물리 치료 및 재활 분야의 조니 포 콜링거 (Jennifer Collinger) 조교수, VA 피츠버그 헬스 케어 시스템 연구 과학자가 연구팀은 퇴행성 질환으로 인한 사지 마비로 고통받는 잰 샤 우어 만 (Jan Scheuermann)을 도왔습니다. Scheuermann 자신의 초콜릿 먹이기 비디오 마음을 제어하는 ​​로봇 팔을 사용하여 전 세계에 보였습니다. 그 전에 오토바이 사고로 마비 된 팀 헤임즈 (Tim Hemmes) 여자 친구와 손을 잡기 위해 손을 내밀었다..

그러나 우리의 팔이 자연스럽게 움직이고 우리 주변의 환경과 상호 작용하는 방식은 올바른 근육을 생각하고 움직이는 것 이상입니다. 우리는 깡통보다 더 부드럽게 케이크를 집어 들고 만지면 케이크 한 조각과 탄산 음료 캔을 구별 할 수 있습니다. 우리가 접촉의 감각으로부터받는 일정한 피드백은 뇌가 얼마나 움직일 것인지, 얼마나 많이 이끌어 내는지를 알려주는 것만큼이나 중요합니다.

연구 리더 인 로버트 고트 (Robert Gaunt) 물리 치료 및 재활 보조 조교는 BCI의 다음 단계였습니다.

Gaunt와 동료들은 올바른 후보자를 찾고 있었기 때문에 로봇 팔의 입력이 손 움직임과 터치를 제어하는 ​​뉴런이있는 뇌에 삽입 된 미세 전극 배열을 통해 전송되도록 시스템을 개발하고 개선했습니다. Johns Hopkins University의 Applied Physics Lab에서 제작 한 로봇 팔과 함께 Blackrock Microsystems가 개발 한 마이크로 전극 배열과 그 제어 시스템은 퍼즐의 모든 부분을 형성했습니다.

코플랜드 이야기

2004의 겨울, 코넬 랜드 (당시 18이었던)는 우천시 야간 운전을하고있었습니다. 교통 사고로 목이 부러지고 척수가 부상 당해 가슴 위쪽에서 사지 마비가 발생했습니다.

사고 후, 그는 임상 시험에 참여하고자하는 환자 등록부에 등록했습니다. 거의 10 년 후, 연구팀은 실험적 연구에 관심이 있는지 물었다.

선별 검사를 통과 한 후 코플랜드는 지난 봄 수술실에 실려갔습니다. 이미징 기술은 각 손가락과 그의 손바닥의 감정에 따라 코플랜드의 뇌에서 정확한 부위를 식별하는 데 사용되었습니다.

코펠 랜드는 수술 후 약 1 개월 만에 "모든 손가락에 대해 느낄 수 있습니다. 정말 이상한 느낌입니다. "때로는 전기적인 느낌과 때로는 압박감을 느낄 수도 있지만, 대부분의 경우 손가락의 대부분을 확실한 정밀도로 말할 수 있습니다. 내 손가락이 만져 지거나 밀리는 것처럼 느껴진다. "

현재 Copeland는 물질이 뜨겁거나 차가운지를 확인할 수는 없지만 압력을 느끼고 강도를 어느 정도 구별 할 수 있다고 연구 공동 연구원이자 신경 외과의 Elizabeth Tyler-Kabara는 설명합니다.

Gaunt는이 작업에 관한 모든 내용은 잃어 버렸지만 잊혀지지 않은 것을 되돌려주는 뇌의 자연스런 기존 능력을 사용하기위한 것이라는 점을 밝힙니다.

"궁극적 인 목표는 자연적 팔과 같이 움직이고 느끼는 시스템을 만드는 것입니다."라고 Gaunt는 말합니다. "우리는 갈 길이 멀다.하지만 이것은 아주 좋은 출발점이다."

국방 고등 연구 계획 기관 (Advanced Research Projects Agency)의 혁신적 보철 프로그램 (Proshetics Revolutionizing Prosthetics program)은 대부분의 자금을 제공했습니다.

출처: 피츠버그 대학

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