Verlamde Woman's Mind regelt robotarm

Een verlamde vrouw heeft met behulp van haar gedachten een robotprothesehand kunnen besturen.
Deze vrouw, die worstelt met tetraplegia, heeft een mate van beweging en controle verkregen met de hand vergelijkbaar met mensen zonder enige beperking.
Het onderzoek kwam van een team van experts aan de Universiteit van Pittsburgh en werd Online First in 2003 gepubliceerd The Lancet.
Tot nu toe heeft een patiënt met dit type prothese nooit controle en beweging ervaren in deze mate. Daarom symboliseert dit rapport een belangrijke doorbraak in de ontwikkeling van robotachtige prothetische ledematen die door de geest worden bestuurd.
Het team geïmplanteerd twee micro-elektrode matrices (een micro-elektronische hulpmiddel dat hersencellen hecht aan elektronische schakelingen) in de linker motor cortex van de patiënt in februari van dit jaar. De deelnemer was een vrouw van 52 jaar die dertien jaar voorafgaand aan het onderzoek de diagnose spinocerebellaire degeneratie ontving.
Spinocerebellaire degeneratie is een zeldzame, geërfde ziekte waarbij structuren in delen van de hersenen en het ruggenmerg die verantwoordelijk zijn voor coördinatie en spierbeweging, degenereren en na verloop van tijd functie verliezen.
De patiënt die in deze studie werd waargenomen, wordt nu echter beschouwd als tetralpegisch - verlamd van de nek en lager - als gevolg van de progressie van haar ziekte. Ze kan daarom haar armen of haar benen niet alleen uit zichzelf bewegen.
De wetenschappers verbonden de elektrode-arrays in de motorische cortex van de vrouw met een robothand en volgens de onderzoekers de beweging van het gewricht en de pols was vergelijkbaar met een menselijke hand.
Om de patiënt te helpen het apparaat te gebruiken, nam ze 14 weken deel aan de training. Op de tweede dag van haar opleiding, slechts 14 dagen na de implantatie, kon de patiënt de prothetische hand alleen verplaatsen, zonder de hulp van een computer.
Professor Andrew Schwartz, hoofdauteur van de studie, legde uit:

"Bij het ontwikkelen van mind-controlled prothesen, is een van de grootste uitdagingen altijd geweest hoe hersensignalen te vertalen die ledemaatbeweging aangeven in computersignalen die een robotprothese betrouwbaar en nauwkeurig kunnen besturen.
De meeste mind-controlled protheses hebben dit bereikt met een algoritme dat bestaat uit het doorwerken van een complexe 'bibliotheek' van computer-hersenverbindingen. We hebben hier echter een heel andere benadering gekozen, door een op modellen gebaseerd computeralgoritme te gebruiken dat de manier waarop een onberispelijk brein de beweging van de ledematen controleert nauwkeurig nabootst. Het resultaat is een prothetische hand die veel nauwkeuriger en natuurgetrouwer kan worden verplaatst dan eerdere inspanningen. "

De vrouw was betrokken bij uitgebreide training en een testprogramma dat meer dan 3 maanden duurde. De experts hoopten dat ze aan het eind van haar programma opdrachten zou kunnen afmaken waaruit blijkt dat ze de prothese over zeven vrijheidsgraden kon besturen (driedimensionale vertaling, driedimensionale oriëntatie, eendimensionaal vastgrijpen).
Met de hulp van haar training, de patiënt was in staat om alle opdrachten af ??te maken met een slagingspercentage van 91,6%, en ze voltooide de taken 30 seconden sneller dan ze deed aan het begin van de proef.
Om te bevestigen dat de verbetering van de vrouw klinisch significant was, gebruikte het team voor het eerst standaardtests, bekend als Action Research Arm Tests (ARAT), die normaal worden gebruikt om ledemaatfunctie te evalueren nadat mensen een beroerte of andere verlammende incidenten hebben gehad .
De onderzoekers voegden daaraan toe dat de volgende stappen om deze prothese te verbeteren zouden zijn om sensorische elementen op te nemen (bijvoorbeeld om de persoon te helpen onderscheid te maken tussen warm en koud of zacht en ruw), en om draadloze technologie op te nemen (elimineren van de noodzaak van draden die de patiënt verbinden hoofd en hun prothese).

Professor Grégoire Courtine van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie Lausanne (EPFL) schreef:

"Deze bio-geïnspireerde interface tussen de hersenen en de machine is een opmerkelijke technologische en biomedische prestatie. Hoewel er tal van uitdagingen liggen, naderen deze soorten systemen snel het punt van klinische bloei, door gezamenlijke inspanningen en door ervoor te zorgen dat verschillende beschikbare strategieën optimaal worden gecombineerd , dit soort protheses zou binnenkort revolutionaire behandelingsmodellen voor sensorimotorische verlamming kunnen worden. "

Een vergelijkbaar rapport dat vorig jaar werd gepubliceerd, beschreef hoe een volwassen mannelijke patiënt, die tijdens een motorongeval verlamd was door een beschadigd ruggenmerg, in staat was een interface van de hersencomputer te gebruiken om een ??prothetische arm te verplaatsen, waarbij alleen zijn gedachten werden gebruikt.
Geschreven door Sarah Glynn