I ricercatori mostrano come un giorno i computer possano bypassare il midollo spinale

Se ti dicessi che un giorno i computer permetteranno alle persone che sono paralizzate di camminare di nuovo, mi crederesti? Beh, se il successo dei ricercatori giapponesi la scorsa settimana è una indicazione, la capacità di controllare il corpo umano con un computer non è molto lontana.

Il 14 agosto, Yukio Nishimura, un professore associato dell'Istituto nazionale per le scienze fisiologiche (NIPS), ha rilasciato un comunicato stampa dicendo che il gruppo di ricerca aveva creato con successo una connessione artificiale tra il cervello e le gambe di un soggetto sottoposto a test.

Secondo il comunicato stampa, il team ha essenzialmente sfruttato il segnale dal cervello. Plugging In Your Brain e Body - Il futuro dei computer impiantati che collegano il tuo cervello e il tuo corpo - Il futuro dei computer impiantati Con l'attuale tendenza di innovazione e avanzamento tecnico, ora è un buon momento per esplorare lo stato dell'arte nelle tecnologie informatiche-umane. Leggi di più per il movimento del braccio in modo che ogni volta che il paziente spostava il braccio durante l'attività a piedi, l'interfaccia del computer utilizzava quel segnale per controllare uno stimolatore magnetico che guidava il “centro di locomozione spinale”, consentendo il movimento completo della gamba.

Sebbene il soggetto testato fosse “neurologicamente intatto”, è stato loro chiesto di tenere le gambe rilassate. Ogni volta che il bypass del computer era disabilitato, le gambe dei soggetti rimanevano fisse. Quando il bypass era abilitato, le gambe si muovevano nel tempo con il movimento delle braccia del soggetto.

Controllo del corpo con i computer

L'obiettivo del progetto era di assistere i pazienti con disturbi dell'andatura dovuti a lesioni del midollo spinale. Tali lesioni possono provocare un'interruzione parziale o totale dei segnali tra il cervello e il cervello “centro di locomozione spinale” che controlla il movimento delle gambe.

Questa interruzione può causare un'andatura innaturale o la totale incapacità di controllare le gambe.

Secondo i ricercatori, il centro di locomozione nella colonna vertebrale controlla i movimenti regolari come camminare o nuotare. L'obiettivo della ricerca era di provare e stimolare il centro di locomozione in modo non invasivo con uno stimolatore magnetico, per consentire il controllo delle gambe e la velocità di camminata senza la necessità di un coinvolgimento diretto del cervello.

Nishimura ha spiegato che anche se il bypass di successo poteva aiutare a consentire il movimento dove altrimenti camminare era quasi impossibile, ci sono dei limiti. I pazienti possono solo controllare il movimento e la velocità di un robot, ma non girare, spostarsi di lato o altri movimenti della gamba più complessi.

Speriamo che questa tecnologia possa compensare la funzione dei percorsi interrotti inviando un comando intenzionalmente codificato al centro locomotore spinale conservato e riguadagnando la camminata controllata in individui con paraplegia. Tuttavia, la grande sfida che questa tecnologia non li aiuta a evitare gli ostacoli e mantenere la postura. Stiamo lavorando attentamente per l'applicazione clinica nel prossimo futuro.

Testare il bypass della locomotiva

Il test del bypass del midollo spinale computerizzato coinvolto “maschiatura” nel segnale alle braccia dal cervello, e quindi abilitando il centro locomotore nella colonna vertebrale ogni volta che il “circonvallazione” era acceso.

Nell'esperimento, i ricercatori hanno legato un soggetto all'apparecchio magnetico, hanno chiesto al soggetto di tenere le gambe completamente rilassate. Al soggetto venne poi detto di dondolare le braccia come se stesse camminando. I ricercatori hanno quindi disattivato il bypass e notato che le gambe dei soggetti non si muovevano. Poi hanno attivato il bypass e le gambe dei soggetti hanno iniziato a muoversi con lo stesso ritmo del movimento del braccio.

Nel video pubblicato dal National Institutes of Natural Sciences, è possibile osservare come i ricercatori hanno poi abbassato il soggetto sul pavimento, dove ha iniziato ad andare avanti fino a quando non ha finalmente colpito un pallone da calcio.

Bypassare il midollo spinale

Questo tipo di ricerca è in corso da un po 'di tempo, con pietre miliari dei successi lungo la strada. Ad esempio, nel 2011, sette anni dopo che un incidente motociclistico lo ha lasciato paralizzato, i ricercatori dell'Università di Pittsburgh hanno aiutato il trentenne Tim Hemmes a controllare il movimento di un braccio robotico utilizzando una griglia elettrocorticografica (EcoG) posizionata sulla superficie di Il cervello di Hemmes.

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Nel 2012, i ricercatori della Northwestern University sono stati in grado di utilizzare simili “brain-machine” tecnologia per bypassare il midollo spinale, molto simile a come i ricercatori giapponesi l'hanno realizzata la scorsa settimana. Lee E. Miller, Professore in Neuroscienze presso la Northwestern University, ha spiegato la ricerca del Nord-Ovest come segue:

Stiamo ascoltando i segnali elettrici naturali del cervello che indicano al braccio e alla mano come muoversi e inviando quei segnali direttamente ai muscoli.

Nei loro esperimenti, i ricercatori del Northwestern hanno registrato i segnali cerebrali e muscolari nelle scimmie mentre le scimmie hanno afferrato e sollevato una palla. I ricercatori hanno quindi sviluppato un algoritmo in modo che potessero decodificare i segnali cerebrali e identificare quando il soggetto voleva eseguire le stesse azioni in seguito.

I ricercatori hanno usato un anestetico locale per paralizzare il braccio della scimmia al gomito, e poi usato una neuroprotesi per controllare i muscoli della mano ogni volta che il diritto “movimento della mano” il modello è stato riconosciuto dalle letture del cervello della scimmia. Con la nuova configurazione - cioè il computer che aggira il midollo spinale - le scimmie sono state in grado di afferrare e sollevare la palla quasi con la stessa facilità con cui lo facevano quando la mano non era paralizzata.

Il professor Miller ha predetto esattamente dove la sua ricerca avrebbe portato nel prossimo futuro:

Questa connessione dal cervello ai muscoli potrebbe un giorno essere utilizzata per aiutare i pazienti paralizzati a causa di lesioni del midollo spinale ad eseguire le attività della vita quotidiana e ottenere una maggiore indipendenza.

I ricercatori giapponesi lo hanno dimostrato la settimana scorsa e hanno spianato la strada per l'uso futuro dei computer e dell'analisi delle onde cerebrali 5 App per sintonizzare il cervello con i battiti binaurali [Android] 5 app per armonizzare il cervello con i battiti binaurali [Android] aree di scienza e tecnologia marginale, sono sempre affascinato e affascinato da qualsiasi affermazione della tecnologia che interessa la biologia, o viceversa. Va da sé che io ... Leggi altro per superare i problemi fisici associati alla lesione del midollo spinale.

Dove vedi andare la scienza delle interfacce cervello-macchina? I computer impiantati un giorno consentiranno al paralizzato di vivere di nuovo una vita normale? Condividi i tuoi pensieri nella sezione commenti qui sotto.

Crediti immagine: Backbone Via Shutterstock

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