Это было бы большим преимуществом для парализованных пациентов на шее: роботизированная рука, которой можно управлять как отдельной частью тела. Ученые из младшей исследовательской группы Эмми Нетер во главе с доктором Кристиан Клас работает над тем, чтобы эта мечта осуществилась.
«Вы не можете представить такую руку, как настоящая человеческая рука», - объясняет Клэйс. «Он будет немного в стороне от пользователя, возможно, прикреплен к своей инвалидной коляске». Например, можно было бы использовать проверенных промышленных роботов, которые обладают необходимой степенью свободы для выполнения мелких движений двигателя.
Картинная галерея
Импульсы от электродных массивов от мозга
Необходимые импульсы для поднятия чашки или кружки исходят непосредственно из мозга пациента. Сигналы поступают от нервных клеток, задействованных через электродные матрицы, которые имплантируются непосредственно в соответствующие области мозга. С четырьмя на четыре миллиметра соответствующие компоненты довольно малы. Электроды измеряют около миллиметра.
«Парализованным пациентам было бы целесообразно постоянно имплантировать три таких массива», - объясняет Кристиан Клэйс. «Один в теменной коре, один в двигателе и один в соматосенсорной коре». В этих областях мозга происходит планирование движений, контролируются движения, и обратная связь нервов в теле обрабатывается посредством движений и касаний.
Пока первые пациенты не смогут принять участие в экспериментах, младшая исследовательская группа работает в виртуальной реальности со здоровыми субъектами. Цель состоит в том, чтобы исследовать основы, которые позволяют контролировать технические средства с помощью нервных клеток мозга.
Исследование с виртуальной реальностью
Среди прочего, исследователи обеспокоены тем, какие нервные импульсы должны переводиться в движения. Испытуемые получат очки виртуальной реальности - скоро беспроводные для большей свободы движений. Различные устройства управления, такие как контроллер или камера, должны использоваться для выполнения различных задач. Тем временем, исследователи могут использовать легкую и беспроводную ЭЭГ-шапку для получения мозговых волн, чтобы определить, какие участки мозга активны во время выполнения заданий.
У пациентов часто есть определенные электроды в гиппокампе, области мозга, которая имеет дело с пространственной памятью и навигацией. Это должно показать, могут ли и какие сигналы оттуда быть полезными для управления вспомогательными средствами. Чтобы справиться с потоком данных, собранных таким образом, исследователи используют методы искусственного интеллекта. Один из докторантов специализируется на так называемом глубоком обучении, которое можно использовать для фильтрации полезной информации из больших объемов данных.
Экзоскелет также будет возможно
Но в дополнение к руке робота возможен также экзоскелет, который двигает вашими руками и ногами вместо мышц. «Вы также можете сами привести мышцы в движение, используя импульсы от мозга, которые прикреплены или имплантированы, чтобы вызвать напряжение и расслабление в мозге», - говорит Кристиан Клэйс. Тем не менее, мышцы будут очень быстро уставать в этих условиях. Существует также риск того, что пациенты могут получить травмы из-за чрезмерных движений или ударов, даже не осознавая этого.
Эта статья впервые появилась на нашем партнерском портале Elektronikpraxis.de.