خانه / پروتز اعصاب / برای اولین بار کنترل همزمان دو دست مصنوعی توسط مغز محقق شد

برای اولین بار کنترل همزمان دو دست مصنوعی توسط مغز محقق شد

نوروسافاری | محققان آزمایشگاه فیزیک کاربردی و مدرسه پزشکی دانشگاه جان هاپکینز برای نخستین بار، کنترل همزمان یک جفت از پیشرفته ترین اندام های حرکتی مصنوعی جهان را از طریق واسط مغز-کامپیوتر به نمایش گذاشته اند. همچنین این تیم [پژوهشی] در راستای فراهم ساختن بازخورد حسی با استفاده از تحریک عصبی، برای هر دو دست [آن هم] در یک زمان در حال گسترش راهبردهایی هستند.

بیشتر بدانید:  کاشت اولین ایمپلنت مغزی برای حرکت دست روباتیک

امکان بازگردانی استقلال به افراد قطع عضو

دکتر بروک وستر، مهندس بیومدیکال و محقق اصلی این مطالعه در آزمایشگاه فیزیک کاربردی، توضیح می دهد:

ما در تلاشیم  افرادی که از ناحیه گردن به پایین قطع نخاع شده اند را برای استفاده از واسط عصبی مستقیم توانمند سازیم تا دو دستگاه حمایتی را کنترل کنند و در این حین حس لمس را زمانی که دستگاه ها با اشیاء در محیط تماس پیدا می کنند داشته باشند.

او ادامه می دهد:

این [تکنولوژی]  برای بازگرداندن توانایی ها به بیمارانی با صدمات نخاعی سخت و بیماری های عصبی و عضلانی کاربرد قابل توجهی دارد. برای کارهایی از قبیل محکم کردن بند کفش ها، گرفتن و پرتاب کردن یک توپ، فشردن خمیر دندان بر روی مسواک و برای تمام آنچه که این افراد دوست دارند انجام دهند و برای مستقل شدن به آن نیاز دارند و در تخیل ما می گنجد، واقعا به دو دست نیاز است که به صورت همزمان کار کنند.

به گزارش نوروسافاری از دانشگاه جان هاپکینز، این جهش های علمی از جمله آخرین پیشرفت ها در انقلابی در اندام های مصنوعی (RP) هستند، RP برنامه ای است که در سال ۲۰۰۶ به منظور توسعه ی باشتاب تکنولوژی های [ساخت] اندام مصنوعی بالاتنه و فراهم ساختن ابزار جدیدی برای کاربران که با آنها کار کنند، توسط آژانس طرح های پژوهشی پیشرفته ی وزارت دفاع راه اندازی شد.

تصور اصلی برنامه ­ی RP آفرینش اندام مصنوعی فوقانی یکپارچه با قابلیت های شبه انسانی بود؛ [که در نهایت] این [تصور] به اندامی مصنوعی ختم شد که دارای قسمت های کوچکی است [که با یکدیگر کار می کنند] (MPL). دکتر فرانسیسکو تنور مدیر پروژه­ ی آزمایشگاه فیزیک کاربردی، در مورد این تلاش می گوید:

همچنان که ما قابلیت های جدید – همچون حسگرهای سرانگشت برای نیرو، سرعت، لغزش و فشار- را در MPL یکپارچه ساختیم، این سوال را هم از خودمان پرسیدیم که “بهترین راه برای اینکه این اطلاعات را به شرکت کنندگان مطالعه مان بازخورد دهیم چیست تا آنها بتوانند با محیط تعامل داشته باشند، درست مانند [کاری که] افراد دارای بدن سالم انجام میدهند.

علاوه بر توسعه ی MPL محققان برنامه برای راه اندازی کنترل در لحظه اندام مصنوعی و سیستم های هوشمند [از ابتدا] بر روی استفاده از سیگنال های عصبی تحقیق می کردند. مطالعات آغازین کنترل عصبیِ برنامه­­ ی RP با شرکت کنندگانی در دانشگاه پترزبورگ و موسسه ی تکنولوژی رانچو لاس آمیگوس کالیفرنیا، بر روی کنترل یک اندام به تنهایی تمرکز داشت، که سه شرکت کننده پس از ماهها آموزش قادر به کار [با آن] بودند. این موفقیت امکان [ساخت] اندام های مصنوعی عصبی را پر رنگ کرد و منجر به زمینه سازی برای مطالعات آینده شد. آزمایشگاه فیزیک کاربردی درحال کار با دو گروه تحقیقاتی در بیمارستان جان هاپکینز است: یکی تیم دکتر پابلو کلنیک در طب توانبخشی و دیگری تیم ناتان کرون در بخش نورولوژی است.

در ژانویه امسال، تیم دکتر استن اندرسون از بیمارستان جان هاپکینز در یک جراحی که در نوع خودش اولین نمونه است، حسگرهای آرایه ای میکروالکترودی درون قشری را در دو نیمکره ی مغز یک بیمار کاشت، در [همان] نواحی که حرکت و حس لمس را کنترل می کنند. به عنوان بخشی از عمل جراحی، محققان APL و تیم کرون با استفاده از نقشه برداری لحظه ای از فعالیت مغز حین عمل جراحی، در اقدامی پیش گامانه روشی را برای شناسایی بهترین مکانِ جاگذاری الکترود ها به کار گرفتند.

تیم تحقیق چندین ارزیابی از سیگنال های عصبی برآمده از نواحی حسی و حرکتی مغز را به انجام رسانده و آنچه را که بیمار در زمان تحریک نواحی مرتبط با دست در مغزش حس می کند را مطالعه کرده است. نتایج حاصل از این آزمایشات این امکان را برای بیماران پر رنگ تر می کنند تا اطلاعات بیشتری را درمورد دستان مصنوعی و یا محیط اطرافی که با آن در ارتباط متقابل هستند، حس کنند.

با این آزمایشات و عمل جراحی موفقیت آمیز، این تیم تاکنون چندین “اولین” را در [کارنامه ی خود] در زمینه واسط های مغز- کامپیوتر لیست کرده است.

بیشتر بدانید:  کنترل عضلات فلج با نور

امکان دریافت حس و انجام عمل در اندام مصنوعی به شکلی همزمان

دکتر متیو فیفر، سرپرست فنی این پروژه در APL توضیح می دهد:

برای نخستین بار تیم ما قادر بوده است توانایی یک شخص در احساس کردنِ تحریک مغزی اعمال شده به صورت همزمان به دونیمکره ی مغز را نشان دهد. ما نشان دادیم که چگونه تحریک نواحی مغزی انگشت چپ و راست می تواند به طرز موفقیت آمیزی به وسیله ی لمس فیزیکی انگشتان MPL کنترل شود.

این مطالعه از  اولین ایمپلنت دوطرفه انسانی در سطح جهان برای ثبت و تحریک همزمان سود می برد، که شامل ۹۶ الکترود است که می توانند برای رساندن تحریک عصبی بسیار متمرکز به نواحی مربوط به انگشتان در مغز استفاده شوند.

تنور می گوید:

در نهایت، چونکه این اولین ایمپلنت دوطرفه جهان است ما می خواهیم بتوانیم حرکاتی را اجرا کنیم که کار با هر دو بازو را می طلبد و به کاربر اجازه می دهد کنش متقابل با محیط را همانطور که از دست های خودش نشات می گرفتند ادراک کند. تیم ما با هدف پرورش قابلیت های حسی و حرکتی به آموزش شرکت کنندگانمان همچنان ادامه خواهد داد، و به همین اندازه به کاوش امکان برای کنترل سایر تجهیزاتی مشغول است که می توانند برای گسترش قابلیت های حرفه ای یا شخصی کابران مورد استفاده قرار گیرند.

دکتر آدام کوهن، مدیر برنامه ی تکنولوژی های سلامت در حوزه ی عملیاتی سلامت ملی APL می گوید:

این پیشرفت ها مولفه هایی حیاتی هستند که برای تکنولوژی های آینده ی واسط مغز- رایانه ضروری اند، [تکنولوژی هایی] مرتبط با صدمات نخاعی، سکته، بیماری لوگهریگ [منظور نویسنده بیماری ALS یا  اسکلروز جانبی آمیوتروفیک است]، که همگی در صدد بازگرداندن عملکرد انسان هستند.

پی نوشت مترجم: [این مقاله تداعی گر سریال “کربن تغییر یافته” ساخته ی لاتا کالوگریدز است که در یکی از سکانس هایش تاکشی کواچ در حال انتخاب از منوی اعضای مصنوعی-عصبی بیمارستان است تا آن را طی عمل جراحی به بدن دوستش پیوند بزنند!]

بیشتر بدانید:  دانشمندان قدمی دیگر به ساخت رایانه‌ "مغز مانند" نزدیک شدند

مترجم: فاطمه جواهری- وبسایت نوروسافاری

۲۹/۷/۱۳۹۸

منبع خبر:

In a First, Patient Controls Two Prosthetic Arms with His Thoughts

همچنین ببینید

شناسایی روش متفاوت مغز برای یادگیری در پیری

5 / 5 ( 2 votes )  نوروسافاری | تحقیق جدید صورت گرفته می تواند …

پاسخی بگذارید

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