Controlul mișcării naturale inteligente neuroprosthesis replicate

Neurologii simt inspirat de posibilitățile de control al mișcării naturale care pot fi folosite pentru a crea noi proteze, care sunt mai în măsură să înlocuiască funcția membrelor umane. La noi de lucru, cercetatorii au testat un număr de dispozitive controlate de creier - de la cărucioare pentru roboți și curs avansat - care permit utilizatorilor lor de a efectua sarcini mentale.

Aceste semnale neuroprosthesis decodarea creierului pentru a determina acțiunile pe care doresc să facă utilizatorii lor, și apoi utilizați robotică avansată pentru coordonarea și organizarea mișcărilor. José del R. Millán, care a reprezentat un nou loc de muncă la conferința Cognitive Neuroscience Society din San Francisco, 30 martie 2015, spune că utilizarea neuroprosthesis permite utilizatorilor să efectueze sarcini mai complexe.

Millan, un cercetator la Institutul Elvețian Federal de Tehnologie din Lausanne (Elveția) a început cariera cu dezvoltarea de roboți autonomi, care ar putea învăța din experiența. Apoi a devenit foarte interesat de faptul că acești roboți pot ajuta persoanele cu dizabilități „este foarte natural, direct și mod intuitiv.“ „Și ce ar putea fi mai direct decât decodarea intențiile utilizatorului semnale creierului lui?“ - spune Jose Millan.

Millan a început să lucreze la interfata creier-calculator, pentru a oferi un dispozitiv folosind activitatea creierului de oameni pentru a restabili functia membrelor, mobilitatea cu ajutorul scaunelor cu rotile sau roboți de la distanță controlate.

„Proteze și roboți care rulează ale interfeței creier-computer inteligent, deoarece acestea pot interpreta o mulțime de detalii care nu sunt codificate în mod necesar, în comenzile mentale“, - spune Millan. Foarte important, ele pot funcționa, de asemenea, în mod autonom, în cazul în care persoana nu dorește să schimbe activitățile lor. Această caracteristică arată cât de adânc structura creierului uman, măduva spinării și sistemului musculo-scheletice lucrează împreună în mai multe sarcini de rutină, permițând corpului uman pentru a efectua sarcini simple, atunci când atenția a fost concentrată pe altceva.

În ultima lucrare din Milano si colegii sai, au testat diferite neyroupravlyaemye dispozitive pentru persoanele cu deficiențe locomotorii, în unele cazuri, destul de severe. Participanții îndeplini cu succes sarcini complexe, cum ar fi scris și mișcarea, la același nivel de caracteristici ca grupul de control de oameni sănătoși.

Ele controlează dispozitivele folosind electroencefalograma (EEG), care a luat de pe activitatea electrica a creierului. Cu ajutorul EEG are avantajul că poate fi înregistrată neinvaziv, folosind senzori pe cap, nu necesita o interventie chirurgicala si echipamente sofisticate. „EEG oferă o imagine globală a activității creierului necesară pentru a decoda varietatea de conexiuni neuronale pe care dorim să le folosească“, - explică Jose Millan.

Participanții au nevoie de o perioadă relativ scurtă de formare, nu mai mult de 9 lecții, înainte ca acestea au fost capabili de a gestiona dispozitivele. Cei care au folosit un roboți controlate de la distanță, care poate naviga cu succes într-un mediu în care acestea nu au fost niciodată. Cheia succesului, in functie de Milano, a fost conceptul de „control comun“ - utilizarea oportunităților robotului senzoriale de a interpreta comenzile umane în contextul lor.

În intenția de creier-calculator interfață de utilizator și de luare a deciziilor are loc în principal în cortexul cerebral. Dar, după cum a remarcat Millan multe elemente ale mișcărilor prelucrate în trunchiul cerebral și măduva spinării. Odată cu crearea de dispozitive inteligente de monitorizare a mișcărilor inconștiente în mod concertat cu activitatea cerebrală a interfeței creier-calculator, neuroprosthesis devin mai aproape de mișcările de control naturale. „Ne-am angajat la o astfel de cooperare cu aceste neuroprosthesis ca și în cazul în care - noul nostru corp, folosind aceleași principii și semnale neuronale care controleaza muschii noastre“, - a spus Jose Millan.

Ca un exemplu al unui nou tip de neuroprosthesis Millan a oferit un scaun cu rotile, pe care el si colegii sai au creat in ultimul an. Utilizatorii săi se pot administra în condiții de siguranță și în siguranță, cărucior pentru o lungă perioadă de timp, ca urmare a utilizării sistemului de „control comun“, care reduce sarcina cognitivă. Aceste cărucioare sunt acum în etapa de evaluare pentru a se asigura că acestea vor funcționa în condiții de zi cu zi a unui număr mare de persoane cu tulburări de mișcare.

Cele mai mari două probleme sunt invenția neuro de noi interfețe fizice, în plus față de EEG, care ar fi în măsură să funcționeze în mod continuu pentru o perioadă lungă de timp, precum și oferind un feedback senzorial larg. „Aceste informații senzoriale pot permite utilizatorilor să se simtă neuroprosthesis și mediu, ceea ce este important pentru capacitatea sa de a gestiona proteza, să se simtă o parte din propriul corp,“ - spune Millan.

„Avem nevoie să decodifice și să se integreze în informațiile de proteză de control al buclei privind percepția proceselor cognitive ale utilizatorului, ceea ce este important pentru cooperarea cu o voință puternică“, - indică Millan. Aceste procese includ vigilenta la erori de către aparatul, așteptare puncte decizii critice și își pierde valabilitatea atenție.

„Neuroprosthesis Future - roboți și exoskeletons, controlate de o interfață creier-calculator - va fi asociat îndeaproape cu utilizatorul, determinând ca sistemul să fie capabil să înlocuiască și de a restabili funcția membrelor rupt, deoarece va fi controlată de aceleași semnale nervoase care omologii lor naturale - a spus Jose Millan. - Acest lucru nu mai este science-fiction. Întrebarea este acum, care sunt componentele esențiale pentru asigurarea fiabilă și neuroprosthesis de funcționare, iar atunci când acestea fac parte din caracteristicile clinice, care sunt disponibile pentru persoanele cu tulburări de mișcare. "