Quadriplegic Vrouw Beweegt Robotarm Met Haar Geest

{h1}

Een vrouw met een quadriplegie heeft de meest geavanceerde mind-controlled prothese voor mensen getest, rapporteren wetenschappers.

Een vrouw die vanaf de nek verlamd is, kan nu een robotarm gebruiken om high-fives te geven en haar chocolade helpen eten, wat de meest geavanceerde mind-controlled prothesehand is die voor de mens ontwikkeld is, toch, zeiden de onderzoekers.

Hoewel wetenschappers aan robotachtige ledematen hadden gewerkt, konden apen met hun verstand meebewegen, maar deze nieuwe resultaten markeren de eerste keer dat een persoon gedachtengecontroleerde protheses beter kan sturen dan apen, voegden onderzoekers daaraan toe.

"Dit is een spectaculaire sprong naar meer functie en onafhankelijkheid voor mensen die niet in staat zijn om hun eigen armen te bewegen", zei onderzoeker Andrew Schwartz van de Universiteit van Pittsburgh. "Deze technologie, die hersensignalen interpreteert om een ​​robotarm te geleiden, heeft een enorm potentieel dat we blijven verkennen."

"Naarmate we verder gaan, kunnen we vinden dat dit van toepassing is op andere soorten traumatisch hersenletsel," vertelde onderzoeker Elizabeth Tyler-Kabara van de Universiteit van Pittsburgh aan WordsSideKick.com. "De populaties waar we dit op kunnen toepassen, zijn misschien net zo breed als onze verbeelding."

Genetische ziekte verlamt

De vrouw, Jan Scheuermann, een moeder van twee kinderen, runde ooit een succesvolle bedrijfsplanning met thema's rond moordmystiek. In 1996 merkte ze dat haar benen achter haar leken te slepen, en binnen twee jaar verzwakte haar benen en armen zodanig dat ze een rolstoel en een begeleider nodig had om haar te helpen met aankleden, eten, baden en andere dagelijkse bezigheden. [Bekijk foto's van Jan met behulp van het prothetisch]

Scheuermann lijdt aan spinocerebellaire degeneratie, een genetische ziekte waarbij verbindingen tussen de hersenen en spieren langzaam verslechteren. Ze is nu tetraplegisch (ook wel quadriplegic genoemd), wat betekent dat ze vanaf de nek verlamd is en niet vrijwillig haar armen of benen kan bewegen.

"Ik kan niet eens mijn schouders ophalen," zei Scheuermann. "Maar ik ben tot de conclusie gekomen dat je je zorgen moet maken over iets en dat ik het twee keer moet ervaren." Ik probeer stil te staan ​​bij de goede dingen die ik heb. "

Een vriend van Scheuermann wees op een video uit 2011 over onderzoek aan de universiteit van Pittsburgh over een man met tetraplegie, Tim Hemmes, die hem de mogelijkheid gaf om objecten op een computerscherm te verplaatsen en met een robotarm zijn vriendin aan te raken.

"Wauw, het is zo netjes dat hij dat kan doen," herinnerde Scheuermann het denken terwijl ze naar Hemmes keek. "Ik wou dat ik zoiets kon doen." Ze liet haar verzorger de onderzoekers bellen en zeggen: "Ik ben een quadriplegic." Sluit me aan, meld me aan! Ik wil dat doen! "

Hersegestuurde prothese

De wetenschappers ontwikkelden micro-elektrode-arrays die hersencellen verbinden met elektronische schakelingen - vierkante netten van slechts 16 vierkante millimeter groot met 96 punten die ongeveer 1/16 inch diep doordringen in het oppervlak van de hersenen. Ze scanden Scheuermann's hersens om precies te bepalen waar deze elektronica moest worden geplaatst en in februari implanteerden ze de apparaten in haar linker motorcortex, het deel van de hersenen dat de beweging van de rechterarm en de hand regelt. [9 Cyborg-verbeteringen beschikbaar nu]

de prothetische arm, ontworpen door het Applied Physics Laboratory (JHU / APL) van de John Hopkins University en gefinancierd door het Defense Department Advanced Defence Research Projects Agency (DARPA) van het Amerikaanse ministerie van Defensie.

de prothetische arm, ontworpen door het Applied Physics Laboratory (JHU / APL) van de John Hopkins University en gefinancierd door het Defense Department Advanced Defence Research Projects Agency (DARPA) van het Amerikaanse ministerie van Defensie.

Krediet: DARPA en JHU / APL.

Deze implantaten waren gekoppeld aan een robotledemaat. Scheuermann heeft Hector genoemd, die gewrichts- en polsbewegingen kan uitvoeren die vergelijkbaar zijn met die van een menselijke hand.

"De prothetische arm die we gebruikten was zeer geavanceerd, met veel van dezelfde arm- en handsegmenten als die van zijn menselijke tegenhanger," vertelde Schwartz aan WordsSideKick.com.

Twee weken na de implantatie, op de tweede dag van trainen met de prothese, kon Scheuermann het vrij bewegen met alleen haar verstand. Binnen een week na de training kon ze in en uit reiken, links en rechts, en op en neer met de arm.

"Wat we deden in de eerste week dat ze dachten dat we een maand vastzaten," zei Scheuermann.

Scheuermann nam deel aan een 13 weken durende uitgebreide training en testprogramma om de prothese langs zeven vrijheidsgraden te besturen - soorten bewegingen die de gewrichten van de prothese zouden kunnen uitvoeren, zoals het heen en weer buigen van de pols, het heen en weer bewegen, en draai het met de klok mee en tegen de klok in. Ze kwam drie keer per week naar het lab en leerde snel blokken, kegels en ballen met de prothese te bereiken en vocht te ontwikkelen en snel controle te hebben over bekwame bewegingen die bijna hetzelfde waren als die van een persoon met normale vaardigheden.

"Ik zou dit zeker opnieuw doen", vertelde Scheuermann aan WordsSideKick.com. "Ik denk dat ik erg gezegend ben voor deze komst in mijn leven."

Bereiken naar chocolade

Scheuermann had het onderzoeksteam verteld: "Ik ga mezelf chocolade geven voordat dit voorbij is." Met behulp van Hector, smaakte Scheuermann wat chocolade terwijl de wetenschappers haar prestatie toejuichten. "Een klein knabbeltje voor een vrouw, een gigantische beet voor BCI (brain-control interfaces)," zei Scheuermann.

Uiteindelijk kan Scheuermann de prothese gebruiken om naar objecten te reiken, de opening van de prothetische hand aan te passen om items van verschillende vormen en maten te grijpen en naar gewenste locaties te verplaatsen. Ze kon aangevraagde taken met een succespercentage van maximaal 91,6 procent en meer dan 30 seconden sneller voltooien dan aan het begin van het programma.

De ongekende snelheid waarmee Scheuermann zich aanpaste aan de prothese is deels te danken aan een innovatieve nieuwe manier om het brein van de deelnemer met de prothese te verbinden.Brain-machine-interfaces werken door hersensignalen om te zetten in computersignalen. De onderzoekers volgden eerder de signalen die hersenen uiten wanneer mensen hun armen bewegen, en ontwierpen het gedrag van de prothese om Scheuermann's hersenactiviteit aan te passen, wanneer ze erover dacht haar arm zo intuïtief mogelijk te bewegen. [10 vreemde feiten over de hersenen]

"Het resultaat is een prothetische hand, die veel nauwkeuriger en natuurgetrouwer kan worden verplaatst dan eerdere inspanningen," zei Schwartz.

Toekomstig onderzoek zou kunnen proberen sensoren in de prothese op te nemen, zodat patiënten bijvoorbeeld het verschil tussen warm en koud of gladde en grove oppervlakken kunnen zien. De protheses kunnen ook gebruikmaken van draadloze technologie, waardoor het niet meer nodig is om draden tussen de patiënten en de prothese te verbinden.

"We hopen dat dit een volledig geïmplanteerd, draadloos systeem kan worden dat mensen thuis kunnen gebruiken zonder toezicht," zei onderzoeker Jennifer Collinger van de Universiteit van Pittsburgh en het VA Pittsburgh Healthcare System. "Het zou zelfs mogelijk kunnen zijn om hersencontrole te combineren met een apparaat dat spieren direct stimuleert om de beweging van het eigen ledemaat te herstellen."

Momenteel zullen de implantaten na nog eens twee maanden testen worden verwijderd, omdat de FDA dergelijke tests heeft goedgekeurd met het begrip dat ze van beperkte duur waren.

"We kunnen en hebben een verlenging aangevraagd, die werd goedgekeurd en momenteel beoordeelt of we verder moeten gaan dan de oorspronkelijk geplande datum," zei Schwartz.

"Dit is de rit van mijn leven," zei Scheuermann. "Dit is de achtbaan. Dit is parachutespringen, het is gewoon fantastisch en ik geniet van elke seconde."

"Wat we nodig hebben zijn vrijwilligers", vertelde onderzoeker Michael Boninger van de Universiteit van Pittsburgh aan WordsSideKick.com. "Wat we nodig hebben, is financiering."

De wetenschappers hebben hun bevindingen online op 16 december gepubliceerd in het tijdschrift The Lancet.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com