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.

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

О ней рассказывают статья, опубликованная в журнале Scientific Reports, и пресс-релиз Медицинской школы Университета Дьюка.



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

Posts from This Journal “нейрофизиология” Tag

Buy for 30 tokens
Вчера многие СМИ проводили опрос и, что характерно, большинство людей до сих пор считают себя жертвами перестройки Михаила Сергеевича Горбачёва. А что в действительности принесла нам Перестройка? Давайте разберемся. Вот вам лично мой опыт жизни в СССР Я родился в 1980 году и уже с 2,5 лет…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments