Главная / Новости / Роботизированная рука улучшит работу прибора, управляющего мозгом
 
Как похудеть за неделю? Какова польза пробиотиков в греческом йогурте? Как определить здоровье человека по ногтям
Все о витаминах, здоровом образе жизни, как похудеть? как поправиться
Экономьте на покупках в интернет-магазинах:QuelleAlltime.ruИв Роше
Следите за нашими обновлениями через
Follow vitaminnet on Twitter

Роботизированная рука улучшит работу прибора, управляющего мозгом


Роботизированная рука улучшит работу прибора, управляющего мозгом

Производительность интерфейса мозг-компьютер, разработанного с целью помочь парализованным людям передвигать предметы с помощью силы мысли, был усовершенствован путем добавления роботизированной руки, обеспечивающей сенсорную обратную связь, о чем говорится в новом исследовании Чикагского университета. Устройство, которое преобразует мозговую активность в движение компьютерного курсора или роботизированной руки, доказало свою эффективность при работе с людьми. В ранних версиях таких устройств человек мог управлять своими движениями только с помощью зрительной функции.

Добавление роботизированной руки, которая обеспечила получение кинестетической информации о движении и положении в пространстве, улучшило двигательные навыки обезьян, принимавших участие в исследовании, и испытывая интерфейс мозг-компьютер, о чем написано в журнале Neuroscience (Неврология). Добавление осязательных ощущений сможет улучшить функциональность «переносного робота» и помочь пациентам с повреждением спинного мозга, говорят исследователи.

«У многих пациентов, которые не могут двигаться, осталась частичная сенсорная обратная связь», — говорит доктор Николас Хэтсопулос, доцент и председатель кафедры вычислительной неврологии в Чикагском университете. «Это привело нас к мысли о возможности использования этой естественной формы обратной связи в переносных роботах, чтобы дать возможность парализованным людям использовать такой вид обратной связи».

В ходе эксперимента обезьяны управляли курсором, не двигая рукой, посредством устройства, которое преобразовывало активность в основной двигательной зоне коры головного мозга в движение курсора. Находясь в рукавообразном роботизированном экзоскелете, который отвечает за движение руки вместе с курсором, обезьяны лучше управляли курсором, двигаясь по прямой траектории и достигая цель быстрее, по сравнению с теми же операциями без экзоскелета.

«Управление курсором улучшилось на 40 %, когда рукой обезьяны управлял роботизированный экзоскелет», — говорит Хэтсопулос. «Это может иметь больше значение при выполнении повседневных задач парализованными людьми, использующими такое устройство».

Когда человек двигает рукой или кистью, он используют сенсорную обратную связь, под названием проприоцепция, для того, чтобы контролировать свои движения. Например, если вы протягиваете руку, чтобы дотянуться до кофейной чашки, сенсорные нейроны в руке и кисти посылают информацию о положении руки обратно в мозг и далее происходит движение. Функция проприоцепции состоит в том, чтобы сообщить человеку о положении его руки даже при закрытых глазах.

«Но у людей, у которых сенсорные нейроны погибают, выполнение элементарных задач, связанных с моторикой, таких как застегивание пуговиц на рубашке или ходьба, становится чрезвычайно сложным. Люди, страдающие параличом нижних конечностей, в ходе ранних клинических испытаний интерфейса мозг-компьютер выполняли аналогичную задачу передвижения компьютерного курсора или роботизированной руки, используя только визуальные сигналы. Этот эксперимент помог исследователям понять важность обратной связи проприоцепции», — говорит Хэтсопулос.

«На ранних этапах наших исследований мы не представляли, насколько важна сенсорная обратная связь в качестве компонента системы», — говорит Хэтсопулос. «Мы искренне полагали, что процесс происходит в одностороннем порядке: мозг посылает сигналы и управляет движением конечностей. Только недавно стало понятно, что на самом деле существует замкнутая система, связанная с обратной связью».

Размышляя над этой замкнутой системой, в новом исследовании ученые рассмотрели изменения в мозговой активности, зафиксированные у обезьян после добавления к устройству сенсорной обратной связи. По словам Хэтсопулоса, при обратной связи проприоцепции информация при возбуждении клеток основной двигательной зоны коры головного мозга была более полная, по сравнению с испытаниями, когда применялась только визуальная обратная связь, демонстрируя улучшенный коэффициент отношения «сигнал-шум».

Усовершенствование, полученное посредством добавления обратной связи проприоцепции, может повлиять на интерфейсы мозг-компьютер следующего поколения. Ученые уже начали разрабатывать различные типы «переносных роботов» для расширения функций, имитирующих естественные способности человека. Совмещение декодера активности коры головного мозга с роботизированным экзоскелетом руки или кисти сможет достичь сразу две цели: возможность двигать конечностями парализованными людьми, одновременно обеспечивая сенсорную обратную связь.

Для достижения максимальной эффективности, парализованный пациент должен сохранить остаточную сенсорную информацию относительно конечностей, несмотря на потерю двигательных функций, что, по словам Хэтсопулоса, часто происходит у больных с боковым амиотрофическим склерозом, бодрствующей комой или частичным повреждением спинного мозга. Для пациентов, лишившихся как моторной, так и сенсорной функций, прямая стимуляция сенсорной зоны коры головного мозга поможет получить ощущение движения конечностей. Дополнительные исследования в этом направлении в настоящее время идут полным ходом.

«Я думаю, что присутствуют все компоненты; осуществлению нашей идеи ничего не мешает. Применение таких переносных роботов и управление ими через мозг, возможно, самый многообещающий подход, который поможет парализованным людям возвратить способность двигаться», — говорит Хэтсопулос.


Источник:
medicaldaily.com
Перевод:
Vitaminov.net




Рассылка новостей на e-mail:

реклама | администрация | карта сайта | RSS
Для лиц старше 18 лет
Внимание! прежде чем следовать каким-либо советам, проконсультируйтесь с врачом.
При перепечатке материалов сайта гипер-ссылка на сайт обязательна.
Все права защищены ©2003-2018. Vitaminov.net
Рейтинг@Mail.ru
Top