Apen gebruiken hun hersenen om rolstoelen te rijden


Apen gebruiken hun hersenen om rolstoelen te rijden

Een brain-machine interface heeft de apen in staat gesteld om een ​​robotrolstoel te navigeren met alleen hun gedachten. De interface is beschreven in het online tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Wetenschappers hebben hersenactiviteit opgenomen als apen die geleerd hebben om rolstoelen te sturen door te denken.

Beeldkrediet: Miguel Nicolelis / Duke Centrum voor Neuroengineering

Ernstige verlamming als gevolg van ruggengraat letsel of aandoeningen zoals cerebrale verlamming of een beroerte kan sommige mensen niet in staat om zelfs te knipperen. Ongelooflijke vooruitgang in de assistente technologie heeft personen die eerder door hun conditie werden verhinderd om een ​​volledig leven te leven, geactiveerd.

De bekende wetenschapper, Stephen Hawking, is een voornaamste voorbeeld. Hawking, die een motorneuronsiekte heeft, communiceert met beweging in zijn wang. Een infrarood schakelaar, gemonteerd op zijn bril, detecteert de beweging en laat hem toe met zijn computer. Hierdoor kan hij niet alleen spreken, maar ook deelnemen aan meerdere activiteiten.

Wetenschappers hebben al rolstoelen ontwikkeld die kunnen worden gecontroleerd met een noninvasive device zoals een elektroencefalogram (EEG). De EEG controleert de activiteit in de hersenen door elektroden op de hoofdhuid die verbonden zijn met een computer.

In een poging om de meest getroffen personen te voorzien, hebben onderzoekers sinds 2012 met intracraniale implantaten geëxperimenteerd, in de hoop dat deze betere controle kunnen bieden.

Mapping beweging door middel van hersenactiviteit

De onderzoekers hebben eerst honderden haardunne microfilamenten geïmplanteerd in de premotorische en somatosensorische gebieden van de hersenen van twee rhesus macaque apen.

Zij traden de apen vervolgens door de stoel passief te navigeren naar hun doel, in dit geval een kom druiven.

Door het opnemen van de grootschalige elektrische hersenactiviteit van de primaten kon het team een ​​computersysteem creëren dat de hersensignalen kon vertalen naar digitale motorcommando's. Dit maakte het mogelijk om de bewegingen van de rolstoel te controleren door te denken.

De interface tussen de hersenmachine maakt gebruik van signalen van honderden neuronen die tegelijkertijd in twee regio's van de hersenen opgenomen zijn die betrokken zijn bij beweging en sensatie. Naarmate de dieren denken over het verhuizen naar hun doel, vertaalt computers hun hersenactiviteit in real-time werking van de rolstoel.

In de tijd en met de praktijk leerden de apen de rolstoel te bedienen door te denken, en ze waren in staat om te navigeren met grotere snelheid en efficiëntie naar de druiven.

De onderzoekers waren in staat om de hersensignalen te identificeren die overeenkomen met de translatie- en rotatiebeweging. Ze merkten ook op van de hersenen van de apen dat ze overwegen hoe ver ze moesten reizen om de kom druiven te bereiken.

Senior auteur Dr. Miguel Nicolelis, PhD, mede-directeur van het Duke Centrum voor Neuroengineering, zegt:

Dit was geen signaal dat in het begin van de training aanwezig was, maar iets dat zich voordoet als een effect van de apen die vaardig zijn in deze taak. Dit was een verrassing. Het toont de enorme flexibiliteit van de hersenen om een ​​apparaat te assimileren, in dit geval een rolstoel en de ruimtelijke relaties van dat apparaat naar de omringende wereld."

De proeven gemeten de activiteit van bijna 300 neuronen in elke aap.

In vorige studies heeft Nicolelis 'lab activiteit opgenomen in maximaal 2.000 neuronen met dezelfde techniek.

Vervolgens hopen de onderzoekers dat ze de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de techniek verbeteren door het toenemende aantal neuronale signalen op te nemen. Daarna hopen ze proberen te zoeken naar een geïmplanteerd apparaat bij mensen.

Medical-Diag.com Meldde vorig jaar dat een man weer kan lopen met zijn eigen hersenkracht, na verlamming.

De Adremogroep: kinderen leren zelfstandig hun hoofd-voet gestuurde rolstoel gebruiken (Video Medische En Professionele 2022).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk