Smegenų ir mašinos sąsajos teikia vilties smegenų traumoms, regėjimui
Besiformuojanti sritis apibūdina pastangas panaudoti tai, kas žinoma apie tai, kaip smegenys apdoroja ir supakuoja informaciją, kad sukurtų mašinas ar prietaisus, kurie padėtų žmonėms atgauti funkciją po traumos ar ligos.
Pagalvokite: vien tik jūsų smegenys gali valdyti kompiuterio žymeklį.
Tai nėra toks mokslinis fantastika, kaip atrodo. Šią savaitę San Diege vykusiame „Neuroscience 2010“, kasmetiniame Neuromokslų draugijos susirinkime, mokslininkai pranešė, kaip smegenų ir mašinos sąsajos leidžia valdyti smegenis žymekliams, pagreitina insulto pacientų rankų valdymo atsigavimą ir teikia vilties atkurti regėjimą. po tinklainės pažeidimo.
Vos per 6 minutes vieno tyrimo dalyviai sužinojo, kaip vien mintimis perkelti ekrano žymeklį, sakė mokslų daktarė Anna Rose Childress, Pensilvanijos universiteto medicinos mokyklos mokslininkė.
Taip: Dalyviai buvo funkcinio MRT skaitytuvo viduje, kuris registruoja kraujo tekėjimą aktyviuose smegenų regionuose. Kiti tyrimai parodė, kad kai žmonėms bus pateikti atsiliepimai apie šiuos smegenų signalus, jie galės juos kontroliuoti.
Dalyviams gulint skaitytuve, kompiuteriai išmoko aptikti du savanorių eksponuojamus smegenų modelius. Viename dalyvių buvo paprašyta pagalvoti, kaip pataikyti į teniso kamuoliuką, o kitame įsivaizduoti persikėlimą iš vieno kambario į kitą.
Tada jie pakartojo minties modelius ir perkėlė ekrano žymeklį, susietą su jų smegenų veikla.
„Kiekviena mintis yra susijusi su veikla tam tikroje smegenų dalyje“, - sakė Childress. Teniso kamuolys atspindėjo pasikartojančią rankos veiklą, o judėjimas iš vieno kambario į kitą - erdvinę navigaciją.
Visi 14 tiriamųjų po trumpų treniruočių sugebėjo savo mintimis pajudinti žymeklį.
Kituose tyrimuose smegenų stimuliacijos ir kineziterapijos derinys pagreitino insultu sergančių pacientų rankos valdymo atkūrimą, sakė mokslų daktarė Satoko Koganemaru, mokslininkė, Kioto universiteto Japonijoje mokslininkė.
„Insultas sukelia neįprastai padidėjusią raumenų įtampą ir raumenų silpnumą“, - sakė ji.
9 pacientams, kuriems buvo insultas, ji skyrė transkranijinę magnetinę stimuliaciją, neinvazinę techniką, kartais naudojamą depresijai gydyti. Jis buvo naudojamas smegenų šone, kuri buvo pažeista insulto, srityje, susijusioje su variklio valdymu.
Pacientai taip pat užsiėmė „motorine praktika“, susitraukdami ir atlaisvindami pirštų ir riešų raumenis.
Kombinuotas gydymas tęsėsi du kartus per savaitę 6 savaites.
Koganemaru parodė vieno paciento vaizdo įrašą. "Mes nustatėme, kad pacientas gali plačiau judinti riešą ir plaštakas", - sakė ji. Ji teigė, kad pacientė taip pat turėjo stipresnį sukibimą.
Po trijų mėnesių patobulinimai buvo išlaikyti. Kodėl? "Praktikos ir smegenų stimuliacijos metu smegenys prisitaiko", - sakė Koganemaru, "kad geriau valdytų raumenis".
Žmonėms, sergantiems degeneracine tinklainės liga, atrodo, kad nauja dirbtinė tinklainė gali atkurti normalesnį regėjimą nei esami tinklainės protezavimo įtaisai, sakė Weila Cornello medicinos koledžo (Niujorkas) mokslininkė, mokslų daktarė Sheila Nirenberg.
"Nieko panašaus į įprastą regėjimą nebuvo įmanoma", - sakė ji. Kiti prietaisai sutelkė dėmesį į ląstelių, kurios vėl aktyvuojasi pažeistoje tinklainėje, skaičiaus didinimą, sakė ji. Naujasis prietaisas pranoksta tai. "Mes sukūrėme tinklainės protezą, kuris apima tinklainės nervinį kodą."
Nirenbergas teigė, kad nepakanka paprasčiausiai stimuliuoti ląsteles, labai svarbu jas stimuliuoti tinkamu kodu - kodu, kurį tinklainė siunčia smegenims, kuris paverčia paveikslėlius signalais, kuriuos smegenys gali suprasti.
Naujajame įrenginyje koduotojas paima vaizdą ir paverčia jį kodu, kurį naudoja gangliono ląstelės, kurios gauna vaizdinę informaciją iš išorės. Toliau keitiklis turi gangliono ląstelių „ugnį“ pagal kodą. Rezultatas yra natūralesnis vaizdas, o ne tik dėmių ir kraštų suvokimas.
Nirenbergas teigė, kad naujasis prietaisas rekonstravo veidus, peizažus ir netgi laikraštinį popierių.
"Tai padidina sistemos našumą iki beveik normalaus lygio", - sakė ji. Kol kas sistema buvo išbandyta tik su gyvūnais, tačiau Nirenbergas netrukus planuoja atlikti tyrimus su žmonėmis.
Šaltinis: Neuromokslų draugija
