Чувствителни На Допир Протезни Крайници Направете Стъпка Напред В Изследване На Маймуни

{h1}

Хората с изкуствени крайници един ден биха могли да получат възстановяването на допира чрез електрическа стимулация на мозъка, разкриват нови експерименти с маймуни.

Хората с изкуствени крайници един ден биха могли да усещат докосване чрез електрическа стимулация на мозъка, разкриват нови експерименти с маймуни.

Това изследване може да помогне за подобряване на сръчността на роботизираните протези на крайниците, добавиха разследващите.

Последният напредък в интерфейсите мозък-машина позволи на хората да контролират роботизирани крайници, използвайки ума си. Учените обаче биха искали протезата да възстанови не само движението на пациентите - те искат да помогнат и за възстановяването на усещането за допир. [Октопод ръка за бионични очи: 5-те най-странни протезни крайници]

„Способността ни да схващаме и манипулираме обекти разчита критично на сензорни сигнали от ръката“, казва авторът на изследването Слиман Бенсмая, невролог в Чикагския университет. "Без тези сигнали бихме имали проблеми да изпълняваме дори най-основните дейности от ежедневния живот, като обвързване на обувките си или дори завъртане на дръжка. Освен това, докосването е от решаващо значение за емоционалното общуване - докосваме хората, които ни интересуват. Накрая, докосването е много важно във въплъщението, за да накараме тялото ни да се чувства като част от нас. "

Маймунен компютър-компютърен интерфейс

За да се насочат към чувствителните на допир протези за хората, Бенсмая и неговите колеги експериментират с резус маймуни, чиито сетивни системи много наподобяват тези на хората. Те идентифицираха модели на мозъчната дейност, които се появяват, когато животните манипулират обекти и успешно задействат тези модели изкуствено чрез директна електрическа стимулация на мозъка им.

Първият експеримент се фокусира върху маймуните, които усещат къде са докоснати по кожата си. Това изследване включва експерименти, интегриращи много парчета сложен апарат заедно, като масиви от електроди, имплантирани в маймунски мозъци, и системи за събиране на данни от повече от 100 електроди.

Животните бяха обучени да разпознават няколко модела на убождане на пръстите си. "Например, може да пъхнем показалеца, а след това пинчето на лявата ръка", обясни Бенсмая.

След това изследователите свързвали електроди към области на мозъка, съответстващи на всеки пръст и заменяли някои от тези пикове с електрически стимули, доставени в съответните области на мозъка. Животните са реагирали по същия начин на изкуствена стимулация, както и на истинските пъпки - например, ако лявата им ръка е обърната с дланта нагоре и те са щракнали с показалеца, а след това с пинкия пръст, те биха погледнали надясно и те се държаха по същия начин при електрическа стимулация на мозъка си.

След това учените се фокусираха върху усещането за налягане, разработвайки алгоритъм, който генерира съответното количество електрически ток, за да предизвика усещане за налягане.

"В мозъка светлинните допири произвеждат малки, силно локализирани модели на активиране; по-силните докосвания активират повече неврони", казва Бенсмая. "Един от начините за активиране на повече неврони чрез електрическа стимулация е увеличаване на тока, затова изследвахме този подход за предаване на информация за контактното налягане."

Маймуните отново реагираха по същия начин на стимули, усещани през пръстите им и чрез изкуствени средства - те поглеждаха наляво или надясно в зависимост от това дали първото от две докосвания оказва съответно повече или по-малко натиск от второто. Определянето на количеството натиск, който човек упражнява върху обекти е важно, „защото трябва да приложите достатъчно налягане върху обекта, за да не го изпуснете, но не толкова, че да го смажете“, каза Бенсмая.

И накрая, Бенсмая и неговите колеги проучиха какво се случва, когато маймуните за първи път докоснат или пуснат предмет - по този начин се генерира кратък, но силен срив на дейността в мозъка. Отново изследователите откриха, че тези изблици на мозъчна активност, свързани с докосването или освобождаването на маймуни, могат да бъдат имитирани чрез електрическа стимулация.

Чувствителни на допир протези

Учените по същество имат набор от инструкции, които могат да включат в роботизираните протезни оръжия, за да генерират основното усещане за допир в мозъка. Първоначално Бенсмая заяви, че е "много скептичен" това начинание ще успее. [5 луди технологии, които революционизират биотехнологиите]

"Предвид колко сложен е мозъкът и колко тъп е електрическата стимулация на инструмента, смятах, че подходът е обречен на неуспех", каза Бенсмая.

Бъдещите експерименти ще целят още по-сложни аспекти на усещането за допир.

„В нашите експерименти досега се съсредоточихме върху най-основната информация за манипулиране на обекти - информация за местоположението на контакта, натиска на контакт и времето за контакт“, каза Bensmaia. "Разбира се, ние получаваме много повече информация от тази от чувството си на допир. Получаваме информация за формата, размера и текстурата на предмета; можем да усетим, когато нещо се движи по кожата ни или се изплъзва от схващането ни."

Изследователите също се надяват експерименти с хора да предстоят от други лаборатории.

"Предимството да се занимавате с човешка работа е, че можете да попитате пациента директно какво чувства", каза Бенсмая. "В нашите експерименти трябваше да заключим какво усещат маймуните от тяхното изпълнение."

Въпреки че Бенсмая казва, че работата на изследователите поставя основите на човешките тестове, той предупреди протезите, които възстановяват усещането за допир, вероятно няма да бъдат достъпни за пациентите от години.

Учените подробно разкриха своите открития онлайн на 15 октомври в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences.

Последвай ни @wordssidekick, Facebook, Оригинална статия на WordsSideKick.com.


Видео Добавка: .




Изследване


Най-Големите Световни Таксита Са По-Близо До Излитане
Най-Големите Световни Таксита Са По-Близо До Излитане

Завладяване На Въздуха И Космоса
Завладяване На Въздуха И Космоса

Наука Новини


Защо Времето Изглежда Се Забавя В Извънредни Ситуации
Защо Времето Изглежда Се Забавя В Извънредни Ситуации

Поддържайте Хидратирана: Защо Хидратацията Е Важна За Здравето
Поддържайте Хидратирана: Защо Хидратацията Е Важна За Здравето

Непалският Трус Може Да Стане Много По-Мъртъв, Казват Учените
Непалският Трус Може Да Стане Много По-Мъртъв, Казват Учените

Айсберг С Размер На Щата Делауеър Е На Път Да Се Откъсне От Антарктида
Айсберг С Размер На Щата Делауеър Е На Път Да Се Откъсне От Антарктида

Man Huffs Въздух За Пране, Получава Измръзване И Проблеми С Дишането
Man Huffs Въздух За Пране, Получава Измръзване И Проблеми С Дишането


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com