如今假肢移动个人“手指”

医生和来自约翰霍普金斯大学生物医学工程师报告他们认为是第一个成功地摆动手指独立和相互独立地使用了一种能用思维进行控制的人工“手臂”来控制运动。

网上描述的概念验证的功绩,在本周《神经工程,代表了一种潜在的进步技术精制的手功能恢复那些已经失去武器伤害或疾病,研究人员说。这个年轻人对实验进行不丢失的一只手臂或手,但他是配备一种本质上利用的装置大脑映射过程绕过自己的手臂和手的控制。

“我们相信这是第一次一个人使用了一种能用思维进行控制的假肢立即执行单个数字运动没有广泛的训练,”内森克罗恩资深作者说,医学博士神经学教授约翰·霍普金斯大学医学院的。“这项技术超出了可用的接口,人工数字,或手指,作为一个单元转移到抓住运动,像一个用来控制一个网球。”

的实验中,研究小组招募了一个年轻人与癫痫已经将接受大脑映射在约翰霍普金斯医院癫痫监测单位查明他的癫痫发作的起源。

而大脑录音是通过外科手术植入电极的临床原因,信号也控制开发的模块化假肢约翰·霍普金斯大学应用物理实验室。

假连接之前,研究人员绘制和跟踪主体的特定部分的大脑负责每个手指移动,然后编程假肢移动相应的手指。

首先,病人的神经外科医生安排一个128电极传感阵列在一个矩形的大小的电影信贷张男人的大脑的一部分,通常控制手和手臂的运动。每个传感器测量脑组织直径1毫米的圆。

所开发的计算机程序约翰霍普金斯团队拥有男人移动单个手指命令并记录大脑的哪些部分“照亮”每个传感器检测到一个电信号。

除了收集数据的部分大脑参与电机运动,研究人员测量了脑电活动参与触觉。要做到这一点,是配备与小手套,在指尖振动蜂群,在每个手指单独去。研究人员测量了每个手指在大脑中产生的电活动连接。

运动和感觉数据收集后,研究人员编程假肢移动相应的手指基于大脑的哪个部分是活跃的。研究人员打开了假肢,连接到病人通过大脑电极,并要求主体对单独移动拇指,“认为”指数,中间,无名指和小指的手指。在大脑中产生的电活动手指。

“电极用于测量大脑活动在这个研究给了我们更好的解决一个大区域的皮质比我们之前使用,并允许更精确的空间映射的大脑,”家伙Hotson说,研究生和该研究的第一作者。“这精度是允许我们单独的控制个人的手指。”

最初,如今肢体有76%的准确性。一旦研究人员耦合的无名指和小指的手指在一起,精度提高到88%。

“大脑的一部分控制着小指和无名指重叠,而且大多数人将两个手指放在一起,”克罗内说。”是有道理的,耦合这两个手指”提高了精度。

研究人员注意到没有训练的主题来获得所需的这种级别的控制,以及整个实验用了不到两个小时。

克罗恩警告说,这项技术的应用对那些实际上缺少四肢仍然是几年,将是昂贵的,需要广泛的映射和计算机编程。根据截肢者联盟,有超过100000人生活在美国截肢手或手臂,和最可能从这种技术中获益。

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