Brain Chips hjalp en paralyseret mand touch igen

På en regnfuld nat i 2004 var Nathan Copeland i et forfærdeligt bilulykke. Ulykken slog halsen og skadede rygmarven. Lægerne sagde, at han aldrig ville kunne føle eller flytte sine underarme og ben igen.

Men nu, 12 år senere, har Copeland genoptaget sin følelsesfølsomhed ved hjælp af en robotarm og en hjerne-computer-grænseflade (BCI).

Hjernen chips - fire mikroelektrode arrays, hver størrelse på en skjorte knap - blev placeret i Copeland hjerne i områder, der svarede til følelse af berøring i fingre og i håndfladen. I et papir udgivet torsdag i Science Translational Medicine, forklarer forskere fra University of Pittsburgh, at når der er let tryk på robotfingrene, omdannes den følelse til elektriske signaler, der føder tilbage til Copeland's somatosensoriske cortex.

"Jeg kan føle næsten hver finger - det er en virkelig underlig fornemmelse," siger Copeland i en erklæring. "Sommetider føles det elektrisk og undertiden er det pres, men for det meste kan jeg fortælle de fleste fingre med præcis præcision. Det føles som om mine fingre bliver rørt eller skubbet."

Mens Copeland ikke kan fortælle om et stof er varmt eller koldt med BCI, kunne han beskrive 93 procent af stimuli (som følelsen af ​​en bomuldspinne på huden) som følelsen "muligvis naturlig" i slutningen af ​​seks måneder undersøgelse. Han kan også korrekt identificere hvilken protetisk finger der bliver rørt, mens han er bundet til 84 procent af tiden.

BCI er den nyeste forbedring af sindskontrollerede proteser, der stadigt er opstået som den mest lovende måde at tilbyde et bredere udvalg af bevægelser på. Denne forskning, der først blev offentliggjort i september 2015 og er nu peer reviewed, blev finansieret af Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).

"DARPA har tidligere vist, at en hjerneflade kan bruges til at styre bevægelserne i en robotarm," forklarer Justin Sanchez, direktør for DARPA's Biological Technologies Office i en video, der blev udgivet på torsdag af DARPA. "Med denne nye udvikling … har vi lukket sløjfen mellem menneske og maskine."

Dette er et stort gennembrud i sundhed robotik: For at opleve fuld funktionalitet af en indfødt lem, skal en person være i stand til at opleve somatosensory feedback. At være ude af stand til at føle er problematisk for mere end det indlysende: Det skaber alvorlige underskud i motorstyring, samtidig med at det ødelægger evnen til at manipulere objekter. For de mere end 1,6 millioner mennesker i USA, der har en vis form for tab af lemmer, vil evnen til at opleve touch være revolutionerende.

Mens forskere erkender, at mere forskning er nødvendig for at forstå stimuleringsmønstrene af berøring, mener de, at denne iteration af BCI er et afgørende første skridt.

"Det endelige mål er at skabe et system, der bevæger sig og føles ligesom en naturlig arm ville," siger forfatterforfatter Robert Gaunt i en erklæring. "Vi har en lang vej at gå derhen, men det er en god start."