Ang isang utak-sa-computer na hookup kamakailan pinapayagan ang mga tao na may malubhang limb kahinaan upang i-type sa pamamagitan ng direktang kontrol ng utak sa pinakamataas na bilis at mga antas ng katumpakan na iniulat sa petsa.

Dalawa sa mga kalahok ay may amyotrophic lateral sclerosis, na tinatawag ding Lou Gehrig's disease, at ang isa ay may pinsala sa spinal cord.

Ang bawat isa ay may isa o dalawang sanggol-aspirin-sized elektrode arrays inilagay sa kanilang utak upang mag-record ng mga signal mula sa motor cortex, isang rehiyon na pagkontrol ng kilusan ng kalamnan. Ang mga signal ay ipinadala sa isang computer sa pamamagitan ng isang cable at isinalin ng mga algorithm sa mga command na point-and-click na giya ng isang cursor sa mga character sa isang onscreen na keyboard.

Ang bawat kalahok, pagkatapos ng kaunting pagsasanay, pinagkadalubhasaan ang pamamaraan na may sapat na pag-outperform sa mga resulta ng anumang nakaraang pagsubok ng mga interface ng utak-computer, o BCIs, para sa pagpapahusay ng komunikasyon ng mga taong may kapansanan na may kapansanan. Kapansin-pansin, nakamit nila ang mga rate ng pagta-type nang hindi ginagamit ang awtomatikong tulong sa pagkumpleto ng salita na karaniwang ginagamit sa mga application ng electronic na keyboarding sa panahong ito, na malamang na mapalakas ang kanilang pagganap.

Isang kalahok, Dennis Degray ng Menlo Park, California, ay may kakayahang i-type ang tamang mga 39 na character bawat minuto, katumbas ng mga walong salita kada minuto.

Ang pamamaraang point-and-click na ito ay maaaring mailapat sa iba't ibang mga aparato sa computing, kabilang ang mga smartphone at tablet, nang walang malalaking pagbabago, sinabi ng mga mananaliksik. Ang kanilang mga natuklasan ay lilitaw sa journal eLife.

"Ito ay tulad ng isa sa mga pinaka-cool na mga laro ng video na kailanman nakuha ko upang i-play. At hindi ko na kailangang ilagay sa isang bahagi nito. "

"Ang tagumpay ng aming pag-aaral ay nagmamarka ng isang malaking milyahe sa daan upang mapabuti ang kalidad ng buhay para sa mga taong may pagkalumpo," sabi ni Jaimie Henderson, propesor ng neurosurgery sa Stanford University, na nagsagawa ng dalawa sa tatlong mga pamamaraan sa pag-implant na aparato sa Stanford Hospital. Ang ikatlo ay naganap sa Massachusetts General Hospital.

"Iniuulat ng pag-aaral na ito ang pinakamataas na bilis at katumpakan, sa pamamagitan ng isang factor ng tatlo, sa kung ano ang naipakita bago," sabi ni co-senior author Krishna Shenoy, propesor ng electrical engineering. "Kami ay papalapit sa bilis kung saan maaari mong i-type ang teksto sa iyong cellphone."

"Ang pagganap ay talagang kapana-panabik," sabi ng dating postdoctoral na iskolar na si Chethan Pandarinath, na ngayon ay magkasamang nagtatalaga sa Emory University at sa Georgia Institute of Technology bilang katulong na propesor ng biomedical engineering. "Natatamo namin ang mga rate ng komunikasyon na maraming mga tao na may braso at kamay paralisis ay kapaki-pakinabang. Iyan ay isang kritikal na hakbang para sa paggawa ng mga aparato na maaaring maging angkop para sa paggamit ng real-world. "

Ginawa ng Shenoy's lab ang mga algorithm na ginagamit upang mabasa ang mga kumplikadong mga boltahe ng mga de-koryenteng signal na pinutol ng mga cell ng nerbiyos sa cortex ng motor, command center ng utak para sa kilusan, at i-convert ang mga ito sa real time sa mga aksyon na karaniwang isinagawa ng spinal cord at muscles.

"Ang mga mataas na gumaganap na mga algorithm ng BCI na ginagamit sa mga klinikal na pagsubok ng tao ay nagpapakita ng potensyal para sa ganitong uri ng teknolohiya upang maibalik ang komunikasyon sa mga taong may pagkalumpo," sabi ng postdoctoral scholar na si Paul Nuyujukian.

'Ininom ko ang basura sa ulan'

Milyun-milyong tao na may paralisis ang nakatira sa Estados Unidos. Minsan ang kanilang paralisis ay dahan-dahan, gaya ng nangyayari sa ALS. Kung minsan ay biglang dumating ito, tulad ng sa kaso ni Degray.

Ngayon 64, Degray ay naging quadriplegic noong Oktubre 10, 2007, nang siya ay nahulog at pinanatili ang isang buhay na pagbabago ng pinsala sa utak ng gulugod. "Ininom ko ang basura sa ulan," sabi niya. Ang pagpindot sa basura sa isang kamay at ang recycling sa iba pang, siya slipped sa damo at landed sa kanyang baba. Ang epekto ay nakaligtas sa kanyang utak ngunit malubhang napinsala ang kanyang gulugod, na pinutol ang lahat ng komunikasyon sa pagitan ng kanyang utak at kalamnan mula sa ulo pababa. "Wala akong nangyayari sa ibaba ng mga kuwelyo," sabi niya.

Degray ay nakatanggap ng dalawang implant ng aparato sa mga kamay ni Henderson noong Agosto 2016. Sa ilang mga kasunod na mga sesyon ng pananaliksik, siya at ang iba pang dalawang kalahok sa pag-aaral, na sumailalim sa mga katulad na operasyon, ay hinihimok na tangkain o maisalarawan ang mga pattern ng nais na bisig, kamay, at mga paggalaw ng daliri. Ang nagresultang mga signal ng neural mula sa cortex ng motor ay elektroniko na kinuha ng mga naka-embed na device ng pag-record, naipadala sa isang computer at isinalin ng mga algorithm ng Shenoy sa mga command na nagtutulak ng cursor sa isang onscreen na keyboard sa mga character na tinukoy ng kalahok.

Ang mabilis na brown na soro ...

Sinusuri ng mga siyentista ang mga bilis kung saan ang mga pasyente ay nakapag-kopya ng mga parirala at pangungusap-halimbawa, "Ang mabilis na brown na lobo ay tumalon sa tamad na aso." Ang mga average na rate ay mga salita na 7.8 kada minuto para sa mga Degray at 6.3 at 2.7 na mga salita kada minuto, ayon sa pagkakabanggit, para sa iba pang dalawang kalahok.

Ang sistema ng pagsisiyasat na ginamit sa pag-aaral, isang intracortical na interface ng utak-computer na tinatawag na BrainGate Neural Interface System, ay kumakatawan sa pinakabagong henerasyon ng mga BCI. Ang mga nakaraang henerasyon ay kumuha ng mga signal una sa pamamagitan ng mga de-koryenteng mga lead na inilagay sa anit, pagkatapos ay sa pamamagitan ng operasyon na nakaposisyon sa ibabaw ng utak sa ilalim ng bungo.

Ang isang intracortical BCI ay gumagamit ng isang maliit na maliit na maliit na tilad ng silikon, higit sa isa sa ikaanim na isang parisukat na parisukat, mula sa kung saan lumalabas ang 100 na mga electrodes na tumagos sa utak sa tungkol sa kapal ng isang isang-kapat at mag-tap sa electrical activity ng mga indibidwal na mga cell ng nerbiyos sa motor cortex.

Inihalintulad ni Henderson ang nagresultang pinabuting resolution ng neural sensing, kumpara sa na ng mas lumang henerasyon na BCIs, sa paghahatid ng palakpakan ng mga metro sa mga indibidwal na miyembro ng isang mambabasa ng studio kaysa sa pagsasara lamang ng mga ito sa kisame, "upang masabi mo kung gaano kahirap at kung gaano kabilis ang pumapalakpak sa bawat tao sa madla. "

24 / 7 wireless na sistema

Ang araw ay darating-mas malapit sa limang kaysa sa 10 na mga taon mula ngayon, hinuhulaan ng Shenoy-kapag ang isang self-calibrating, ganap na implanted wireless na sistema ay maaaring gamitin nang walang tagapag-alaga tulong, ay walang kosmetiko epekto. at maaaring magamit sa paligid ng orasan.

"Hindi ko nakikita ang anumang hindi malulutas na hamon," sabi niya. "Alam namin ang mga hakbang na kailangan nating gawin upang makarating doon."

Degray, na patuloy na lumahok sa pananaliksik, alam kung paano i-type bago ang kanyang aksidente ngunit hindi eksperto dito. Inilarawan niya ang kanyang bagong inihayag na lakas ng loob sa wika ng isang video game aficionado.

"Ito ay tulad ng isa sa mga pinaka-cool na mga laro ng video na kailanman nakuha ko upang i-play," sabi niya. "At hindi ko na kailangang maglagay ng isang kuwarter sa loob nito."

Ang katulong sa pananaliksik ni Stanford na si Christine Blabe ay isang coauthor ng pag-aaral, katulad din ng mga mananaliksik ng BrainGate mula sa Massachusetts General Hospital at Case Western University.

Ang pagpopondo ay nagmula sa National Institutes of Health, ang Stanford Office of Postdoctoral Affairs, ang Craig H. Neilsen Foundation, ang Stanford Medical Scientist Training Program, Stanford BioX-NeuroVentures, ang Stanford Institute for Neuro-Innovation and Translational Neuroscience, ang Stanford Neuroscience Institute , Larry at Pamela Garlick, Samuel at Betsy Reeves, ang Howard Hughes Medical Institute, ang Kagawaran ng Beterano ng Estados Unidos, ang MGH-Dean Institute para sa Integrated Research on Atrial Fibrillation and Stroke, at Massachusetts General Hospital.

Ang Office of Technology Licensing ng Stanford ay nagtataglay ng intelektwal na ari-arian sa intercortical BCI na kaugnay sa pag-unlad ng engineering na ginawa sa lab ng Shenoy.

{youtube}9oka8hqsOzg{/youtube}

Pinagmulan: Bruce Goldman para sa Stanford University

Mga Kaugnay Books

at InnerSelf Market at Amazon