Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Макак научили мысленно управлять креслом-каталкой

Имплантированные в моторную кору головного мозга обезьян микроэлектроды позволили регистрировать мысленные команды и управлять движением кресла-каталки. В будущем такая технология может дать самостоятельность парализованным больным. О ней рассказывают статья, опубликованная в журнале Scientific Reports, и пресс-релиз Медицинской школы Университета Дьюка.



макак научили мысленно управлять креслом-каталкой
Массив имплантированных микроэлектродов позволил контролировать движение колес «силой мысли»

Группа профессора Мигеля Николесиса (Miguel Nicolelis) широко известна рядом впечатляющих демонстраций возможностей «интерфейса мозг — машина» (Brain-Machine Interface, BMI). Ученые напрямую подсоединяли ИК-датчики к сенсорной коре крыс, открывая у них способности видеть в новой части спектра; с помощью имплантированных в мозг обезьян микроэлектродов реализовывали «мысленное» управление рукой-манипулятором. В новой работе массивы из примерно 150 микроэлектродов в моторной коре позволили макакам-резусам контролировать движения колес инвалидного кресла.

Обезьяны неподвижно сидели в «кресле», закрепленном на простой колесной платформе с электродвигателями. Для начала ученые сами управляли ее движением и регистрировали связанные с тем или иным направлением паттерны активности нейронов, возникающие в первичной моторной коре (М1), первичной сенсомоторной коре (S1) и дорсальной стороне премоторной коры (PMd), которая участвует в подготовке и планировании движений. Таким образом авторы подготовили «базу данных» характерных нейронных паттернов — эта информация стала основой для интерпретации сигнала в эксперименте.

Макак привлекали угощением — виноградом, а интерфейс BMI регистрировал и интерпретировал активность их мозга, посылая соответствующие сигналы колесной платформе. Добраться до награды подопытным животным удалось с первого же раза, однако по мере тренировки точность управления платформой заметно возрастала, и с каждым повтором на ту же задачу у них уходило все меньше времени.

Кроме того, авторы отметили, что по мере приобретения обезьяной опыта микроэлектроды регистрировали все более яркое проявление нового паттерна активности, который оказался связан с дистанцией, которую осталось преодолеть до получения награды. Вскоре ученые сумели интерпретировать этот новый сигнал и на его основе предсказывать, на каком расстоянии от приманки находится обезьяна.

Неинвазивные методы регистрации активности мозга — такие как электроэнцефалография — по понятным причинам считаются более подходящими для помощи больным. Однако пока они не готовы составить конкуренцию имплантированным микроэлектродам — ни в точности, ни в чувствительности работы. «Некоторые парализованные люди даже моргнуть не могут, — сказал профессор Николесис пресс-службе Университета Дьюка. — Для них использования неинвазивных методов… может быть недостаточно. Нам удалось показать, что интракраниальные импланты позволяют контролировать движение кресла намного лучше них».

Стоит отметить, что в эксперименте участвовали макаки К и М, которые использовались учеными и в ряде предыдущих опытов. Массивы микроэлектродов были имплантированы им еще более трех лет назад, так что при выполнении работы ни одно новое животное не пострадало.

Автор: Роман Фишман

Ссылка на источник

Tags: имплантация, инструменты и методы, исследования, мозг, нейрофизиология, реабилитация
Subscribe
promo 4 13:01 14
Buy for 20 tokens
Случайного туриста Йошкар-Ола приводит в шок. Вот уж чего не ожидаешь от российской глубинки, так это реплики Европы в натуральном масштабе. Тут и Брюгге, и Амстердам, и Германия, и Стокгольм... Сделано, правда, проектировщиками и строителями, видевшими Европу исключительно во сне и на картинках из…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments