Während wir oft unsere Sinne berühren für selbstverständlich, für die Forscher die Entwicklung von Technologien zur Wiederherstellung des Körpers Funktion bei Menschen, die gelähmt durch Verletzungen des Rückenmarks oder Krankheiten, die Wiedereinführung der Tastsinn ist ein wichtiger Teil des Prozesses. Und am 23. April in der Zeitschrift Cell, ein team von Forschern am Battelle und das Ohio State University Wexner Medical Center berichten, dass Sie in der Lage gewesen, um die Wiederherstellung sensation auf der hand von einer Forschung, die Teilnehmer mit einer schweren Wirbelsäulenverletzung mit einem brain-computer-interface (BCI) system. Die Technologie, die Kabelbäume, die neuronale Signale, die sind so winzig, Sie können nicht wahrgenommen werden, und verstärkt Sie durch künstliche sensorische feedback zurück an den Teilnehmer gesendet, was eine große Bereicherung für die Motorik.
„Wir nehmen subperceptual touch-Ereignisse und steigern Sie in die bewusste Wahrnehmung,“ sagt ersten Autor Patrick Ganzer, ein principal research scientist bei Battelle. „Wenn wir das Taten, sahen wir einige funktionale Verbesserungen. Es war ein großes Aha-Erlebnis, wenn wir zuerst wieder die Teilnehmer der Tastsinn.“
Die Teilnehmer an dieser Studie ist Ian Burkhart, ein 28-jähriger Mann, erlitt einen Verletzungen des Rückenmarks bei einem Tauchunfall im Jahr 2010. Seit 2014, Burkhart hat in Zusammenarbeit mit den Ermittlern an einem Projekt namens NeuroLife, die darauf abzielt, restore-Funktion, um seinen rechten arm. Das Gerät, das Sie entwickelt haben, arbeitet durch ein system von Elektroden, die auf seiner Haut, und ein kleiner computer-chip implantiert, der in seiner motorischen Kortex. Diese Einrichtung, die Drähte verwendet, um Strecke der Bewegung Signale vom Gehirn zu den Muskeln, umgehen von seinen Verletzungen des Rückenmarks, gibt Burkhart genug Kontrolle über seinen arm und die hand zu heben, eine Tasse Kaffee, swipe eine Kreditkarte, und spielen Guitar Hero.
„Bis jetzt, mal Ian fühlte, wie seine hand war, die ausländischen durch fehlende sensorische feedback“ Ganzer sagt. „Er hat auch Schwierigkeiten mit der Kontrolle seiner hand, es sei denn, er beobachtete seine Bewegungen genau. Dies erfordert eine Menge Konzentration und macht einfach multitasking, wie das trinken ein soda, während Sie Fernsehen fast unmöglich.“
Die Forscher fanden heraus, dass, obwohl Burkhart hatte fast kein Gefühl in der hand, wenn Sie stimuliert seine Haut, ein neuronales signal—so klein es war, sein Gehirn war nicht in der Lage, um Sie wahrzunehmen—war noch immer in sein Gehirn. Ganzer erklärt, dass selbst in Menschen wie Burkhart, die haben, was als ein „klinisch komplette“ Verletzungen des Rückenmarks, gibt es fast immer ein paar Strähnen von Nervenfasern, die intakt bleiben. Die Zelle paper wird erläutert, wie Sie erhöhen konnten diese Signale auf die Ebene, wo das Gehirn reagieren würde.
Die subperceptual touch-Signale wurden künstlich zurück gesendet Burkhart mit haptischem feedback. Gängige Beispiele für haptische feedback die vibration vom Handy oder game-controller, über den der Benutzer das Gefühl, dass etwas arbeitet. Das neue system ermöglicht die subperceptual touch-Signale, die von Burkhart Haut zurück zu Reisen, um sein Gehirn durch künstliche haptische feedback, das er wahrnehmen kann.
Die Fortschritte in der BCI-system führte zu drei wichtigen Verbesserungen. Sie ermöglichen Burkhart zuverlässig zu erkennen, etwas durch berühren allein: in der Zukunft, dies kann verwendet werden, zu finden und zu Holen, ein Objekt, ohne es zu sehen. Das system ist auch das erste BCI ermöglicht die Wiederherstellung von Bewegung und Berührung auf einmal, und diese Fähigkeit zu erleben verbesserte touch während der Bewegung gibt ihm ein größeres Gefühl der Kontrolle und ermöglicht es ihm, Dinge zu tun, mehr schnell. Schließlich werden diese Verbesserungen ermöglichen es dem BCI-system zu spüren, wie viel Druck zu verwenden, wenn Umgang mit einem Objekt oder etwas greifen—zum Beispiel, verwenden eine leichte Berührung, wenn Kommissionierung bis ein fragiles Objekt wie eine Styropor cup, aber einen festeren Griff beim aufnehmen etwas schwer.
Die Ermittler langfristiges Ziel ist die Entwicklung eines BCI-system, das funktioniert wie auch in der Heimat wie im Labor. Sind Sie dabei, eine nächste generation, die Hülse mit den gewünschten Elektroden und sensoren, die leicht an-und ausgezogen. Sie haben auch zum Ziel, ein system zu entwickeln, dass gesteuert werden kann, mit einem tablet eher als ein computer, so dass es kleiner und portabler ist.