Az agy-gép interfészek reményt nyújtanak az agyi sérülésekre, látásra

Az idegtudósok körében az „agy-gép interfészek” kifejezés egy ideje forró.

Egy feltörekvő terület leírja az agy feldolgozásának és információcsomagolásának ismert ismereteinek felhasználására irányuló erőfeszítéseket olyan gépek vagy eszközök kifejlesztésére, amelyek segítik az embereket a sérülés vagy betegség után a funkció helyreállításában.

Gondolj: Az agyad egyedül képes irányítani a számítógép kurzorát.

Ez nem annyira sci-fi, mint amilyennek hangzik. A héten San Diegóban a Neuroscience 2010-en, a Társaság a Neuroscience-nél éves találkozóján a kutatók beszámoltak arról, hogy az agy-gép interfészek hogyan teszik lehetővé a kurzorok agykontrollját, felgyorsítják a kézszabályozás helyreállítását agyvérzéses betegeknél, és reményt kínálnak a látás helyreállítására. a retina károsodása után.

Mindössze 6 perc alatt egy tanulmány résztvevői megtanulták, hogyan kell a képernyőn kurzort mozgatni egyedül gondolataikkal - mondta Anna Rose Childress, Ph.D., a Pennsylvaniai Egyetem Orvostudományi Karának kutatója.

Így: A résztvevők egy funkcionális MRI szkenneren voltak, amely regisztrálja a vér áramlását az agy aktív régióiban. Más kutatások szerint ha az emberek visszajelzést kapnak ezekről az agyi jelekről, megszerezhetik az irányítást felettük.

Amíg a résztvevők a szkennerben feküdtek, a számítógépek megtanulták észlelni az önkéntesek által bemutatott két agyi mintát. Az egyikben a résztvevőket arra kérték, hogy gondolkodjanak el egy teniszlabda eltalálásán, a másikban pedig képzeljék el, hogyan mozognak egyik szobából a másikba.

Ezután megismételték a gondolatmintákat, és elmozdítottak egy agytevékenységükhöz kapcsolódó képernyőmutatót.

"Minden gondolat összekapcsolódik egy adott agyi rész aktivitásával" - mondta Childress. A teniszlabda ismétlődő karaktivitást, a szobából a szobába mozgás pedig a térbeli navigációt jelentette.

Mind a 14 alany a rövid edzés után gondolataival mozgathatta a kurzort.

Más kutatásban az agyi stimuláció és a fizikoterápia kombinációja felgyorsította a kézszabályozás helyreállítását agyvérzésben szenvedő betegeknél - mondta Satoko Koganemaru, Ph.D., a japán Kiotói Egyetem kutatója.

"A stroke abnormálisan megnövekedett izomfeszültséget és izomgyengeséget eredményez" - mondta.

9 stroke-os betegnél transzkranialis mágneses stimulációt adott, nem invazív technikát, amelyet néha depresszió kezelésére használnak. Az agy azon oldalán, amelyet a stroke okozott, a motorvezérléssel összekötött területen alkalmazzák.

A betegek motoros gyakorlatot is végeztek, összehúzódva az ujjak és a csukló izmait.

A kombinált terápia hetente kétszer, 6 hétig folytatódott.

Koganemaru egy betegről készített videót mutatta. "Megállapítottuk, hogy a beteg szélesebb körben tudja mozgatni a csuklót és a kezét" - mondta. A betegnek erősebb a tapadása is, mondta.

Három hónappal később a fejlesztéseket fenntartották. Miért? "A gyakorlat és az agyi stimuláció révén az agy alkalmazkodik" - mondta Koganemaru. "Az izom jobb kontrollja érdekében."

A degeneratív retina betegségben szenvedők számára egy új mesterséges retina úgy tűnik, hogy normálisabb látást állíthat helyre, mint a meglévő retina protetikus eszközök - mondta Sheila Nirenberg, Ph.D., a New York-i Weill Cornell Medical College kutatója.

"A normális látáshoz hasonló semmi nem volt lehetséges" - mondta. Más eszközök arra összpontosítottak, hogy növeljék a sérült retinában újra aktiválódó sejtek számát - mondta. Az új eszköz ezen túlmutat. "Kidolgoztunk egy retina protetikát, amely magában foglalja a retina idegi kódját."

Nirenberg szerint nem elég egyszerűen stimulálni a sejteket, döntő fontosságú a megfelelő kóddal való stimulálás - a retina által az agynak küldött kód, amely a képeket olyan jelekké alakítja át, amelyet az agy megérthet.

Az új eszközben egy kódoló készíti a képet, és átalakítja kódgá, amelyet a ganglion sejtek használnak, amelyek kívülről fogadják a vizuális információkat. Ezután egy átalakító a ganglion sejteket a kódnak megfelelően „tüzeli”. Az eredmény egy természetesebb kép, nemcsak a foltok és élek érzékelése.

Az új eszköz rekonstruálta az arcokat, a tájképeket és még az újságpapírt is - mondta Nirenberg.

"A rendszer teljesítményét a normális szint közelébe emeli" - mondta. A rendszert eddig csak állatokon tesztelték, de Nirenberg hamarosan emberi vizsgálatokat tervez.

Forrás: Society for Neuroscience