ون | عناوين الأكاديمية
5 مارس، "العلم" شبه دورية "علم الطب بالحركة" نشر الاصطناعية التي تسيطر عليها المخ الميدان مادة ثقيلة والباحثين من جامعة ميشيغان من خلال التكنولوجيا الجديدة واجهة العصبية، إلى تنمية الشعور تسيطر على وجه التحديد من قبل الطرف الاصطناعي.
على وجه التحديد، فإن الباحثين إشارة ضعيفة التضخيم بحلول نهاية بتر ذراع في المرضى الذين يعانون من مشكلة عصبية، مما يسمح مبتوري الأطراف لتحقيق في الوقت الحقيقي، ومراقبة دقيقة أصابعهم الاصطناعية ارتداؤها.
ولتحقيق هذا الهدف، ووضع الباحثون العضلات مصغرة تطعيم واجهات المخ والتعلم آلة الخوارزميات المستخدمة في مجال الجهاز، وضعت يمكن "ترويض" النهايات العصبية إشارات الفوضى، ويمكن تقسيم طريقة هذه الطريقة في حزم الأعصاب سميكة الألياف العصبية الدقيقة، وبعد تضخيم العصبي إشارة، لتحقيق مزيد من التحكم الدقيق للمحطة العصبية في الدماغ.
أستاذ الهندسة الطبية الحيوية، كلية الطب، جامعة ميشيغان، قال بول Cederna: " وهذا هو أكبر التقدم المحرز على مر السنين في مجال التحكم في الحركة في المرضى الذين يعانون من بتر، قمنا بتطوير التكنولوجيا التي تستخدم العصبية العضو المتبقي للمريض، لتمكين المرضى لتحقيق السيطرة المستقلة من إصبع الاصطناعية المثبتة. مع ذلك، لا نستطيع ان نقدم بعض من معظم الأطراف الصناعية المتقدمة في العالم. "
بدلة تسيطر بشكل حدسي
"يمكنك أن تفعل أشياء كثيرة لجعل بدلة، ولكن هذا لا يعني أن الناس يمكن أن يكون حرا في السيطرة على الحدس الاصطناعية".
جامعة ميشيغان سيندي Chestek قالت شركة القيادي في الدراسة، أستاذ مشارك في الهندسة الطبية الحيوية، كلية الهندسة، "كان مختلفا عن أساليب أخرى غير أن تقنيتنا تتيح: لا حاجة للتعلم، والتفكير فقط من خلال الدماغ عند الاستخدام لأول مرة، فمن الممكن لتحقيق السيطرة على أطرافه الاصطناعية. عندما كنا أول محاولة ناجحة، ليس هناك أية فرصة لدراسة اختبار المريض، كل شوط الدراسة في الخوارزمية. "
الباحثين أجرت أربعة مبتورين تجربة لمدة عامين، والمرضى الذين كانوا يرتدون الذراع الكترونية لوقا (لوقا الذراع). لوقا هو آلة الذراع الاصطناعية، اسم لوقا يأتي من "حرب النجوم" سلسلة أفلام تسليح تؤذي الشخص استبدال مع الذراع الروبوتية. وقد وافق 2014 هذا القلق ذراع ميكانيكية لتسويق من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية.
المشاركين في الدراسة جو هاميلتون خسر في حادث الألعاب النارية في عام 2013 في الذراع بعد تلقي الاختبارات التجريبية، وقال: " انها مثل لديك مرة أخرى نفس اليد، يمكنك أن تفعل أي شيء يمكنك القيام به مع هذه اليد، وتعيدك الشعور عندما ذراعك أو وضعها الطبيعي. "
على الرغم من أن المشاركين في الدراسة لم تكن قادرة على اتخاذ المنزل السلاح استخدام الخاصة بهم، ولكن في المختبر، إلا أنها كانت قادرة على التقاط القطع كماشة، تتحرك باستمرار أصابعهم، والتقاط وجوه كروية، وما إلى ذلك، يمكنك حتى مسرحية "مقص نسيج الحجر "للعبة.
كل جانب، واحدة من أكبر العقبات التي تحول دون أطرافه تحكم اصطناعية واعية، وهذه هي الطريقة لتوفير إشارات عصبية قوية وثابتة لأطرافه الكترونية. بعض المجموعات البحثية في مجال واجهات الدماغ والآلة البحوث، وبمجرد انفراج في معظم مصدرا هاما لل"الدماغ" لتحقيق السيطرة الدماغ مباشرة المطلوب من ذراع الروبوت.
في الواقع، لمبتوري الأطراف، تمتد من الدماغ والحبل الشوكي من الشبكة العصبية الطرفية لا يزال في حالة مثارة، للبحث عن "وصلات" من الأعصاب أطرافهم المتبقية، من الناحية النظرية، والأكثر ملاءمة ومباشرة، ولكن كان الباحثون غير قادر على لإيجاد حل دائم.
وذلك لأن الإشارات العصبية المتبقية ضعيفة جدا في عدد من الطرق للحصول على هذه الإشارة، وطريقة استخدام "التنصت القوة" لجنة التحقيق والباحثين تشير أحيانا إلى هذه الاتهامات بأنها "مسمار على الأعصاب"، ولكن هذه الطريقة يمكن أن يؤدي إلى ندبا، وبمرور الوقت، فإن هذه ندبا جعل إشارة ضعيفة بالفعل يصبح أكثر فوضوية.
من أجل الإشارات العصبية القيود المفروضة على الوصول عنوان، اقترح جامعة ميشيغان فريق البحث بطريقة أفضل، وسوف العضلات الكسب غير المشروع مصغرة ملفوفة حول ذراع المريض اختبار النهايات العصبية، ترقيع العضلات وتجديد في غضون ثلاثة أشهر تطوير الأعصاب والأوعية الدموية، وتشكيل " تجديد واجهة الأعصاب الطرفية (RPNIs) "وتقدم منظمة جديدة لالعصب المقطوع. واجهة العصبية يمكن تشغيل تصل إلى 300 يوما، من دون الحاجة إلى إعادة تقويم.
هذه الطريقة لا تمنع بشكل فعال فقط في نمو ورم عصبي، من أجل جيل تجنب السبب الاصطناعية الألم، والعضلات والأعصاب ترقيع تضخيم إشارة، أي ما يعادل الإشارات العصبية المتبقية تقديم "مكبر الصوت" .
في عملية محددة الاختبار، وزرع الباحثان مبتوري الأطراف العضلات ترقيع الأقطاب، والأقطاب تسجيل اشارات المنبعثة من السيجارة العصبية، ومن ثم من خلال آلة الخوارزمية التعلم، وتحويل في الوقت الحقيقي ونقل إلى بدلة من أجل تحقيق فائقة مراقبة دقيقة.
وقال Chestek: "بقدر ما أعرف، كل بالمقارنة مع النتائج السابقة، ونحن نرى العصب أقصى الجهد المسجلة في الطريقة السابقة، قد تحصل 5V أو 50V إشارة ضعيفة جدا، من خلال هذا الأسلوب، نحن. شهدت أول إشارة مستوى بالسيارات. لذلك، الآن يمكننا أن نقرأ مع عمل واحد الإبهام، والعمل والمزيد من الحرية من الإبهام، الاصبع البشري إشارة المرتبطة بها، التي تفتح عالما جديدا بالنسبة للمريض الاصطناعية. "
الخيال العلمي مثل مستقبل
2019، كما نشرت جامعة يوتا (جامعة ولاية يوتا) فريق الهندسة الطبية الحيوية في "الروبوت العلمي" (علوم الروبوتات) مجلة مقالا دراسات مماثلة، يوتا منحرف القطب مجموعة (يوتا مميل الكهربائي صفيف) أنها وضعت من قبل 100 تتكون من الأقطاب الكهربائية الدقيقة والخيوط، قد يكون مزروع الساعد بتر العصب، وصله بجهاز الكمبيوتر خارج الجسم.
من خلال هذه المجموعة، يمكن للباحثين حل الإشارات العصبية من الذراع، من قبل الكمبيوتر بتحويلها إلى إشارات رقمية، وتوجيه حركة ذراع الروبوت. الأهم من ذلك، بالإضافة إلى تحقيق إشارات المخ للتحكم في ذراع الروبوت، بدوره، أدرك الباحثون أيضا الإدراك في الدماغ من ذراع ميكانيكية عن طريق اللمس.
لوقا كتبها مبتوري الأطراف يرتديها الذراع مزودة بنظام الإشارات يمكن أن تكون مثل أي شخص عادي لكائنات لينة أو صلبة تنتج عن طريق اللمس، فمن الممكن لتنفيذ بعض المهام الحساسة، مثل التقاط البويضة أو من العنب ، وهي ليست القوة المفرطة لسحق المواد.
وهذه التكنولوجيا الجديدة في جامعة ميشيغان، فمن الممكن لإنتاج الأطراف الصناعية تسمح الإشارات العصبية تحكم أكثر دقة. تخيل، مع التطوير المستمر والتقدم من BCI والتكنولوجيا واجهة العصبية، أفلام الخيال العلمي، ومجموعة متنوعة من الضوابط مرنة وقوية ذراع الروبوت الكترونية، وسوف تصبح حقيقة واقعة في المستقبل القريب.
ويقول الباحثون هذه النتائج للدماغ لبحوث الأطراف الاصطناعية السيطرة تفتح آفاقا جديدة. أثبتت النتائج أيضا أن المرضى الذين يعانون الإشارات العصبية المتبقية حتى بما فيه الكفاية لمعرفة كل ما تعلمناه في الدماغ التي تطبق ضوابط على التحكم العصبي.
وقال الكاتب الأول من الورقة "علوم الطب بالحركة"، الباحث الهندسة الطبية الحيوية في جامعة ميشيغان فيليب فو: "لقد ساهمت مجموعات بحثية أخرى إلى هذا، لكننا تجاوزنا قدرة بدلة الحالية وأعتقد أن هذه هي شركة الاصطناعية. المستقبل مزيد من تطوير قوة دافعة قوية ".
ومن المفهوم أن، على أساس فائقة الدقة التجارب السريرية الاصطناعية الكترونية هي أحدث التقنيات الجارية وقد بدأ فريق البحث بالفعل المشاركين في الدراسة التجنيد.
وقال Cederna: "عندما يمكنك الجلوس ومشاهدة شخص يرتدي الاصطناعية أن تفعل شيئا لا يمكن تصوره قبل 10 عاما، وهذه هي الطريقة يثلج الصدر أنا سعيد لرعايانا، ومستقبل يمكن أن يكون أكثر. لمساعدة الجميع يشعر بالسعادة ".
المراجع:
https://www.eurekalert.org/emb_releases/2020-03/uom-ly022720.php
https://www.eurekalert.org/emb_releases/2020-03/aaft-rni030220.php
