Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Кибер-рука для парализованных

Искусственной рукой можно управлять с помощью мысли

Кирилл Стасевич, Компьюлента

Нейрофизиологи сумели наладить связь между нейронами мозга человека и кибернетическим протезом.

Исследователи из Университета Брауна сообщают о крупнейшем успехе, которого им удалось достичь в создании протезов, управляемых мыслью человека. Двое пожилых людей, которые были парализованными в течение многих лет, получили возможность сами, без посторонней помощи выпить кофе – они сделали это с помощью механической руки, которая получала сигналы прямо из человеческого мозга.


Парализованная женщина пьёт кофе с помощью механической руки (фото авторов статьи).

Нейрофизиологи уже довольно давно пытаются создать кибернетические приспособления, которые двигались бы согласно нейронным командам. И периодически появляются сообщения об очередных успехах и переходе к клиническим испытаниям. Правда, как раз на этом, решающем этапе более-менее впечатляющих результатов достигнуть пока не удавалось. Но в новой статье, опубликованной в Nature (Hochberg et al., Reach and grasp by people with tetraplegia using a neurally controlled robotic arm) учёные сообщают именно об успешном клиническом испытании «ментально управляемого» протеза. Главная проблема тут, как легко догадаться, в переводе языка нейронных импульсов на электронный машинный. Раньше уже получалось сделать так, чтобы человек силой мысли двигал курсор. Переход от двумерного движения на экране монитора к трёхмерному пространству занял несколько лет: нейронное кодирование движений в трёхмерном пространстве всё-таки намного сложнее. Кроме того, исследователи хотели воссоздать полноценную конечность, которая бы не просто двигалась вперёд-назад и вправо-влево, но которая могла бы, например, взять предмет со стола так, чтобы не сломать, и целенаправленно переместить.

Чтобы транслировать нейронные сигналы в механическую руку, был создан чип-имплантат, размером 4х4 миллиметра и с 96 тончайшими электродами.

Чип размещали на поверхности моторной коры мозга так, отвечающей за движения руки; при этом электроды на миллиметр погружались в мозговую ткань. Преобразованием нейронных импульсов в механические команды занимался компьютер.

В исследовании приняли участие мужчина 66-и лет и женщина 58-и лет. Инсульт парализовал им конечности и лишил возможности говорить. Мужчине мозговой чип вживили пять месяцев назад, женщине – более пяти лет назад.

Участники эксперимента в течение 30 секунд должны были коснуться или схватить некий предмет; последнее требовало особенно тщательного контроля над движениями протеза.

Разумеется, не все попытки заканчивались удачно, но в целом вероятность правильного выполнения задания составляла от 43 до 95 процентов, в зависимости от сложности движений и модели протеза (в эксперименте были использованы две модели кибернетической руки).

Участники эксперимента сообщили, что они просто старались представить себе движение механической руки как своей собственной, и устройство двигалось согласно их желаниям. (Во избежание недоумений уточним, что разговор с парализованными и немыми участниками эксперимента осуществлялся посредством зрительных сигналов: они взглядом показывали на буквы и слова, которые имели в виду).

Нет нужды пояснять, сколь большое значение имеет этот результат, какое будущее открывается в связи с этим перед биоинженерией и т. д. Равно как нет нужды вспомнить про «Робокопа» – его и так поминают всякий раз, когда речь заходит о совмещении человеческого мозга и кибернетического устройства. Гораздо важнее представлять проблемы, который учёным нужно решить для того, чтобы обеспечить этой технологии настоящий триумф. Во-первых, хотя мозговой имплантат и доказал свою способность работать в течение долгого периода времени, всё равно нужно точно выяснить, как долго он может декодировать нейронные сигналы. К любому чужеродному телу наш организм относится настороженно, и не исключено, что мозг медленно, но верно пытается избавиться от чипа. Во-вторых, хорошо бы заменить проводные чипы на беспроводные, которые использовали бы радиосигналы для управления механической рукой. Ну и, наконец, сам алгоритм декодирования требует дальнейшего усовершенствования, чтобы иметь дело с нейронными импульсами любой сложности.

Подготовлено по материалам Университета Брауна: People with paralysis control robotic arms using brain-computer interface.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
17.05.2012

Читать статьи по темам:

имплантаты интерфейс мозг-компьютер нейроны Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Забей БиоБолт в череп!

В отличие от других имплантируемых интерфейсов мозг-компьютер, BioBolt минимально инвазивен, исключает вероятность инфицирования и обеспечивает возможность использования имплантата в повседневной жизни.

читать

Имплантируемый сенсор для изучения биохимии мозга

Имплантируемый сенсор, предназначенный для регистрации нейромедиаторов, выделяемых синапсами нейронов, поможет детально изучить механизмы, обеспечивающие эффект глубокой стимуляции мозга и, возможно, повысить ее эффективность.

читать

Десять идей, которые определят наше будущее

Многое из перечисленного выглядит вполне осуществимым. Доживём – увидим, выполнятся ли самые ранние из прогнозов. А предсказывать будущее на 100 лет вперед – что ж, мечтать не вредно...

читать

Говорящий мозг

Создан управляемый электрической активностью мозга синтезатор речи. Возможно, в обозримом будущем у парализованных пациентов вдобавок к управляемым мозгом механическим конечностям появится и искусственный голос.

читать

Сверхчеловек: мечтать не вредно...

Физиолог с таблетками бессмертия, молекулярный биолог с трансформацией генов, электронщик с чипом в мозг и так далее. Смогут ли они создать сверхчеловека?

читать

Homo bionics – человек бионический

Благодаря новейшим протезам и имплантатам, улучшенной интеграции с нервной системой, а также компактным, но мощным источникам энергии, человек сможет полностью преобразиться. Ведь потенциал бионики поистине безграничен…

читать