Gelähmter Mann Setzt Gedanken In Aktion Um

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Ein mann, der vom hals abwärts gelähmt war, konnte einen cursor auf einem computerbildschirm bewegen, "neuronalen pong" spielen und einen roboterarm nur mit seinen gedanken steuern.

Mit einer neuartigen Gehirn-Computer-Schnittstelle konnte ein vom Hals abwärts gelähmter Mann einen Cursor auf einem Computerbildschirm bewegen, "neuronalen Pong" spielen und einen Roboterarm nur mit seinen Gedanken steuern.

Die Errungenschaft wurde im letzten Jahr von WordsSideKick.com berichtet und in der Ausgabe des Journals vom 13. Juli beschrieben Natur, könnte Menschen mit Lähmung neue Hoffnung geben.

"Die Ergebnisse versprechen, dass eines Tages Gliedmaßenmuskeln mit diesen Gehirnsignalen aktiviert werden können, um die Kontrolle von Gehirn zu Muskel über ein physisches Nervensystem effektiv wiederherzustellen", sagte Studienführer John Donoghue, Professor und Direktor des Gehirnforschungsprogramms am Universität Brown.

Donoghue ist auch der leitende Wissenschaftler bei Cyberkinetics Neurotechnology Systems Inc., dem Unternehmen, das das Gerät entwickelt hat.

Wie es funktioniert

BrainGate, die sogenannte "neuromotorische Prothese", besteht aus einem chirurgisch implantierten Sensor, der die Aktivität von Dutzenden Gehirnzellen gleichzeitig aufzeichnet. Der Sensor ist quadratisch und etwa so groß wie ein Baby-Aspirin. es hat 100 winzige Elektroden, jede dünner als ein menschliches Haar.

Der Sensor wird auf der Oberfläche des Motorkortex des Patienten implantiert, der Region des Gehirns, die für willkürliche Bewegungen verantwortlich ist.

Die Elektroden, die etwa 1 Millimeter in die Oberfläche des Gehirns eindringen, nehmen elektrische Signale von benachbarten Neuronen auf. Diese Signale werden über dünne Golddrähte an einen Computer übertragen, wo sie in Echtzeit decodiert und zur Steuerung elektronischer Geräte verwendet werden.

Die Forscher testeten ihr System ursprünglich an Affen, bevor sie zu klinischen Versuchen an Menschen gingen.

Gedankenkontrolle

Der erste Patient der BrainGate-Studie war Matthew Nagle, ein 25-jähriger Mann, der seit 2001 aufgrund einer Rückenmarksverletzung vom Hals abwärts gelähmt war. Mit dem Gerät konnte Nagle einfache Aufgaben ausführen, z. B. das Bewegen eines Cursors auf ein Ziel auf einem Computerbildschirm, das Öffnen von simulierten E-Mails, das Zeichnen von kreisförmigen Formen mit einem Malprogramm und das Spielen des neuronalen Pong, einem einfachen Videospiel, durch einfaches Denken über die Aufgaben. Er steuerte auch einen Roboterarm, um Bonbons aufzusammeln und einem Techniker in die Hand zu legen.

"Wenn sie gebeten wurden," richtig zu denken "oder" nach links zu denken ", konnten die Patienten ihre neuronale Aktivität sofort ändern", sagte Donoghue. "Und die Verwendung des Geräts ist scheinbar einfach. Patienten können den Computercursor gleichzeitig steuern und ein Gespräch führen, genauso wie wir gleichzeitig mit unseren Computern sprechen und sie verwenden können."

Nagle benutzte das Gerät neun Monate lang, bis ein Rückgang der neuronalen Signale den Prozess zwang, angehalten zu werden.

Im Jahr 2005 wurde das Gerät in das Gehirn eines zweiten Patienten implantiert, einem 55-jährigen Mann, der ebenfalls eine Rückenmarksverletzung hatte. Nach dem Training konnte er den Cursor drei Monate lang steuern, bevor ein technischer Fehler an den meisten Elektroden zu Signalverlust führte.

Während des Trainings werden die Patienten aufgefordert, sich vorzustellen, eine Hand so zu bewegen, als würden sie die Computermaus steuern. BrainGate übersetzt dann die Muster neuronaler Spitzen in zweidimensionale Befehle.

"Patienten zu trainieren, um Dinge mit ihrem Verstand zu bewegen, ist bei jedem Patienten anders", sagte Maryam Saleh, die mit den ersten beiden Patienten als Cyberkinetics-Techniker gearbeitet hat.

Noch ein Weg zu gehen

Die Forscher sagen, dass auf ihrem Gerät noch viel zu tun ist, bevor es öffentlich verfügbar wird.

Die derzeitige Inkarnation von BrainGate ist sperrig und umständlich und die Signalqualität kann von Patient zu Patient und von Tag zu Tag variieren. Auch der zweite Patient entwickelte nie so viel Kontrolle wie Nagle, und selbst das Kontrollniveau von Nagle ist immer noch "erheblich geringer als das einer körperlich befähigten Person, die einen manuell gesteuerten Computercursor verwendet", schreiben die Forscher.

Die Forscher planen, schnellere und präzisere Algorithmen einzufügen, um die Verarbeitung der neuronalen Signale zu beschleunigen und das BrainGate drahtlos und mobiler zu machen.

  • Brain Power: Beherrschung der Kontrolle externer Geräte
  • Dein Gehirn funktioniert wie das Internet
  • Verwenden Sie nur einen Teil Ihres Gehirns? Denk nochmal
  • Das Gehirn des Affen lässt einen Roboterarm laufen


Videoergänzungsan: Chip im Hirn: Gelähmter steuert erstmals Arm mit Gedanken.




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