Készített egy mesterséges kéz, amely képes érzésre
Tavaly egy Pittsburgh-i idegtudósok és mérnökök alkotják az első robotos karot, amelyet közvetlenül egy bénult személy agyából irányítanak:
Az ilyen protézisekkel csak egy probléma van - tudnak valamit tenni, de egyáltalán nem érzik magukat. A bionikus kar csak egy irányban működik, érzékeli és erősíti az agyból érkező idegi impulzusokat a csonkizmokhoz, beléjük a protézis processzorba, ahol mechanikus mozgás alakul ki. Mennyire szükséges egy mesterséges kéz összeszorítása, hogy papír poharat tartson, de nem süti egy lapos süteményben, az ember becslése szemmel történik.
Az agy szükséges zónáinak ösztönzésére gyenge elektromos impulzusok segítségével a neurobiológusok több tíz mikroelektróddal implantálták a mátrix makákit, és tanították az állatokat, hogy bizonyos módon reagáljanak az ingerekre.
"A könnyű érintés az agyban kis számú idegsejt gerjesztését okozza, míg az erősebbek több idegsejtet aktiválnak" - mondja Benzmaya. - Az elektromos impulzus erejének növelésével több izgalmat értünk el, vagyis az állatot erősebb érzés érte. A második kísérletsorozatban az állatokat arra tanítottuk, hogy egy bizonyos ponton megkülönböztessük a depressziót. "
"Elvileg az a tény, hogy az érzéseket elektrosztimulációval lehet felidézni" - mondta Benzmaya. - Gondoltam: oké, feltételezzük, hogy van szenzoros protézisünk, technikailag lehetséges hosszú idő, de mire van szükségük ahhoz, hogy működjenek? Így először létrehoztunk egy algoritmust, amely a protetikában használható. Sőt, létrehoztuk az első szomatoszenzoros neuroprotézist, amely mesterséges érzékelőkkel tapintó érzetet teremt az állatban. "
Számos technikai nehézség van, amelyek megnehezítik az emberek számára a modell használatát. Először is, az emberi kéz fenomenális kezessége az agy fejlettebb szomatoszenzoros kéregéhez kötődik, mint a makákókban. "Az egyes ujjak ábrázolása az agyban lévő személyben hétszer nagyobb, mint a makaqueé" - mondja Benzmaya. - Tekintettel az agyba beültethető mikroelektródák modern mátrixára, elméletileg érzékenységet érhetünk el minden ujjal tíz különböző ponton. De a legvalószínűbb, hogy az ujjak csúcsán csak az érzéseket különböztetjük meg egymástól. "
Számos mérnöki laboratórium ma egyre kifinomultabb érzékelőrendszereket fejleszt ki a protézisekre, amelyek észlelik és lefordítják az elektromos impulzusokat. "Az elektrostimulátorok ma természetesen elég nehézkesek, és egy személynek, ha ilyen protézist helyezne el, az egészséges hátizsákot elektrosztimulátorral kellene viselnie" - mondja Benzmaia. "De valami kompaktabb tennivaló csak az idő és a technológia kérdése, eléggé megvalósítható." És az algoritmus itt nagyon egyszerű, minden diák képes ilyen chipet készíteni. "
Az emberi felhasználás egyetlen komoly akadálya a mikroelektrode-mátrixok tökéletlensége, amelyeket az agyba kell beültetni. A telepítéshez meg kell nyitnia a koponyát, rögzíteni kell az elektródákat. Ezenkívül a beültetett elektródák korlátozott élettartammal rendelkeznek, legfeljebb öt évig, mivel az élő szövetek valamilyen módon reagálnak az idegen testre. "Ahhoz, hogy valami kényelmesebb, vezeték nélküli és több tucat évig működjön, úgy tűnik nekem a legnehezebb műszaki feladat" - mondja Benzmaia. - Ha ezt a feladatot megoldják, nem mondhatom. Nem akarok beszélni arról, hogy ezt a technológiát széles körben használják majd. Azonban azt mondhatom, hogy az embereken végzett klinikai vizsgálatok során sok mindent készen áll. "