بازیابی حس لامسه در بیماران آسیب نخاعی با رابط جدید مغز و رایانه

رابط مغز و رایانه‌ای جدیدی ایجاد شده است که می‌تواند چگونگی درک و تعامل افراد آسیب دیده نخاعی با جهان اطراف خود را کاملاً تغییر دهد. برای بیماران نخاعی، این نوآوری می‌تواند بسیار دگرگون کننده باشد. این اختراع که در مؤسسه یادبود باتل (BMI) انجام شده است، نه تنها حرکت را به اندام‌های فلج باز می‌گرداند بلکه موجب ایجاد حس لامسه نیز می‌شود. با مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

بازیابی حس لامسه در بیماران آسیب نخاعی با رابط جدید مغز و رایانه

اهمیت حس لامسه

احساس چمن زیر انگشتان، ماسه‌های گرم زیر پاها، درد نزدیک شدن به آتش: جهان پر از احساساتی است که ما اغلب آن را درک می‌کنیم. اما برای افرادی که دچار آسیب نخاعی شده‌اند (SCI) و تقریباً ۲۸۸۰۰۰ نفر از آنها در ایالات متحده هستند، از دست دادن احساس لمس می‌تواند نحوه تعامل با دنیای اطراف را تحت تأثیر قرار دهد. پژوهش‌های جدید در زمینه رابط‌های مغز و رایانه می‌تواند این از دست دادن ویرانگر احساس را برگشت‌پذیر کند.

رابط جدید مغز و رایانه

گروهی از پژوهشگران مؤسسه یادبود باتل (Battelle Memorial Institute (BMI) در کلمبوس، اوهایو، با قرار دادن یک تراشه رایانه‌ای در مغز بیمار آسیب نخاعی و انتقال سیگنال‌های عصبی به رایانه، راهی برای تقویت احساسات لمسی کوچک و غیرقابل تصور در بیماران پیدا کرده‌اند. این تراشه رایانه‌ای نه تنها حرکت را به اندام‌های فلج باز می‌گرداند بلکه موجب ایجاد حس لامسه نیز می‌شود. پژوهشگران می‌گویند که آنها در آزمایش‌های لمسی به ۹۰ درصد دقت رسیده‌اند.

این حرکات پیشرفته و سنجش لمسی به بیماران آسیب نخاعی اجازه می‌دهد تا استقلال و کنترل اندام‌های فلج خود را به دست بیاورند و ضمن انجام وظایف در زندگی روزمره، آنها را راحت‌تر کنترل کنند.

هیچکدام از فناوری‌های بازیابی حرکت و احساس برای بیماران آسیب نخاعی در نوع خود بی‌نظیر نیستند. اما نخستین نویسنده و دانشمند این پژوهش در BMI، پاتریک گانزر، معتقد است آنچه مطالعه آنها را برجسته می‌کند این است که حواس به طور مستقیم به بدن انسان بازگردانده می‌شود.

پژوهش‌های پیشین

گانزر می‌گوید: «بسیاری از این پژوهش‌ها در اندام‌های مصنوعی برای افراد قطع عضو انجام شده است. با اندام‌های رباتیک، شما می‌خواهید انگشتان را حرکت دهید، اما حس لامسه در اینجا دروغین است. گروه‌های دیگری از روش مشابه رابط مغز و رایانه برای بازگرداندن کنترل حرکت و لامسه استفاده می‌کنند، اما آنها این کار را با تحریک مستقیم مغز انجام می‌دهند. بخش جدیدی که ما به آن می‌پردازیم این است که کاربر از اندام رباتیک استفاده نمی‌کند، بلکه از دست واقعی خودش استفاده می‌کند، که واقعاً چالش برانگیز است».

در این پژوهش که در مجله Cell منتشر شد، پژوهشگران این ایده را بطور عملی بر روی یان بورخارت، یک بیمار ۲۸ ساله آسیب نخاعی که در پی یک تصادف رانندگی ده سال پیش توانایی حرکت و احساس دست خود را از دست داده، آزمایش کردند. . اما این گروه برای بازگرداندن توانایی حرکت و احساس دست بورخارت، باید به منبع این حرکت دسترسی داشته باشند: مغز بوخارت.

بازیابی حس لامسه در بیماران آسیب نخاعی با رابط جدید مغز و رایانه
پژوهشگران با رمزگشایی سیگنال‌های عصبی مغز شرکت کنندگان، قادر به ایجاد حرکت و درک حسی در اندام فلج شدند.

روش کار

گانزر گفت سامانه آنها با جمع‌آوری سیگنال‌های عصبی از ایمپلنت روی سطح مغز بوخارت و انتقال آنها به یک رایانه کار می‌کند. با استفاده از الگوریتم‌های هوشمند، رایانه این رشته از داده‌ها را به اطلاعات حرکتی و اطلاعات حسی ترجمه کرد.

این رشته دوم از اطلاعات مهم بود، زیرا مطالعات پیشین معتقد بودند بیمارانی مانند بوخارت دیگر قادر به تولید این سیگنال‌های حسی نیستند. مطالعه جدید نشان داد که این سیگنال‌های عصبی مبتنی بر لمس، هنوز هم در سطح بسیار پایین وجود دارند، به گونه‌ای که بیماری مانند بوخارت قادر به احساس آنها نیست. برای کمک به درک بیشتر این سیگنال‌های لمسی شبح مانند، گروه با کمک الگوریتمی سیگنال را تقویت کرد. درنهایت، رایانه داده‌های پردازش شده را از طریق تحریک به الکترودهای روی ساعد (برای حرکت) و ارتعاشات روی بازوبند (برای احساس لمس) به بوخارت بازگرداند.

این گروه در تلاش است الگویی از این آزمایش را بسازد تا همانطور که در آزمایشگاه کار می‌کند در خانه نیز جواب دهد. نوآوری‌هایی از این دست، به بیماران مبتلا به آسیب نخاعی کنترل بیشتری برای حرکت در دنیای خود می‌دهد.

گانزر می‌گوید: «یکی از اهداف اصلی ما در حال حاضر این است که سامانه را به صورت قابل حمل درآوریم، بنابراین ممکن است حتی روی ویلچر قابل نصب باشد و این آزمایش‌ها را در خانه‌ای انجام دهید که پر از نویز و بسیار پیچیده‌تر است. ما می‌خواهیم این فناوری را کاربردی سازیم تا نهایتاً در خانه استفاده شود و به شرکت کنندگان کمک کند».


بیشتر بخوانیم:

>> این ربات کمکی با یک رابط مغز و رایانه کنترل میشود

>> کنترل صندلی چرخدار، وسایل نقلیه و رایانه با یک رابط مغز و ماشین پوشیدنی


منبع: inverse.com

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *