I Rehab Clinics, en mulig ny rolle for hjerne-computer-grænseflader

Otte paraplegikere, der brugte deres tanker til at betjene et roboteksoskelet, genvandt delvis følelse og kontrol over deres ben, ifølge en undersøgelse, der peger på en mulig ny type rehabiliteringsterapi.

Undersøgelsen, offentliggjort i dag i Videnskabelige rapporter , er en opfølgning på et meget omtalt skue under verdensmesterskabet i 2014 i Brasilien, hvor en lammet patient blev vist på tv ved hjælp af et hjernestyret roboteksoskelet til at sparke en fodbold.

Walk Again Project, som det er kendt, ledes af Miguel Nicolelis, en brasiliansk-født neurovidenskabsmand og mangeårig professor ved Duke University, hvis provokerende arbejde med hjerne-computer-grænseflader har antændt fanfare og skepsis.

En patient bevæger sig ved hjælp af det hjernestyrede roboteksoskelet.

De otte patienter, som alle havde fuldstændig rygmarvsskade, hvilket betyder, at de var lammet og ikke havde nogen fornemmelse under læsionen, trænede to gange om ugen i et år ved hjælp af en hjerne-computer-grænseflade til at kontrollere enten en avatar set gennem virtual reality-briller eller en robot sele.

Der er et voksende antal beviser for, at sådan biofeedback - som at observere en avatar, du kontrollerer - kan hjælpe folk med at komme sig over skader, inklusive slagtilfælde. Den tilgang, de sigter efter, er at forbedre de neurologiske signaler for at inducere plasticitet, heling af hjernen, siger Bolu Ajiboye, en hjerne-computer grænsefladeforsker fra Case Western University.

Under undersøgelsen bar patienter kasketter, der optog deres hjernebølger, eller EEG-signaler, som de brugte til at dirigere bevægelser af en menneskelig figur vist på et Oculus Rift-headset. Patienterne dimitterede derefter til at betjene et roboteksoskelet, der bevægede deres ben, og hjalp dem med at rejse sig eller gå på et løbebånd.

Nicolelis siger efter træningen, at patienterne var i stand til frivilligt at bevæge deres ben, dog lidt, for første gang i årevis. De genvandt også en vis følelse af følelse i deres underekstremiteter. Ved afslutningen af ​​undersøgelsen var halvdelen af ​​patienterne opgraderet fra en klinisk diagnose af komplet rygmarvsskade til ufuldstændige paraplegikere. I en telefonbriefing med journalister kaldte Nicolelis resultaterne for det første studie, der bruger langsigtet hjerne-maskine-interface, der rapporterer om en form for delvis bedring.

En patient lærer at styre en avatar i virtual reality via hjernebølger.

Præcis hvorfor sådanne teknikker kan hjælpe vides ikke. En teori er, at når folk gør gentagne anstrengelser for bevidst at ændre deres EEG-signal, kan det hjælpe med at genetablere forbindelser til resterende nervefibre under skadesområdet. Vi har måske tændt de resterende nerver for at kunne sende beskeder fra hjernen på patienterne til periferien, siger Nicolelis.

Jose Contreras-Vidal, en ingeniør ved University of Houston, som også forsker i brugen af ​​hjerne-maskine-grænseflader til at drive eksoskeletoner, sagde, at det er uklart fra Nicolelis' undersøgelse, hvilken af ​​seks forskellige træningsteknikker, der blev brugt, der kunne have forårsaget forbedringen. Det betyder, at teknikken ikke kan anvendes med det samme af genoptræningscentre, før den er bedre forstået.

Det er virkelig svært at relatere de specifikke komponenter til fordelene, sagde Contreras-Vidal. Nu skal vi sætte os ned og pirre disse effekter fra hinanden.

skjule