Загальні

Ці ампутовані мавпи керують робототехнікою своїми мозку


Нове дослідження, проведене групою американських неврологів, демонструє, як ампутовані можуть контролювати роботизовані придатки - навіть якщо їм не вистачало кінцівки з дитинства.

"Це новий аспект цього дослідження, оскільки хронічні, довготривалі ампутовані особи можуть навчитися контролювати роботизовану кінцівку", - сказав Ніко Хацопулос, доктор філософії, професор біології та анатомії організму в Учікаго та старший автор дослідження. "Але що було також цікавим, це пластичність мозку при тривалому впливі та побачення того, що сталося з підключенням мережі, коли вони навчилися керувати пристроєм".

Команда використовувала трьох резус-мавп, яких було врятовано чотири, дев'ять і 10 років тому. Мавпам довелося робити ампутації після перенесених важких травм; ампутації не відбувалися у зв'язку з цим дослідженням.

Двом мавпам були імплантовані електродні решітки в сторону мозку, протилежну ампутованій кінцівці. Ця сторона мозку - це та, яка використовується для контролю ампутованої кінцівки. Останній тварині були імплантовані електроди з тієї ж сторони, що і ампутована кінцівка. Ця сторона досі контролює неушкоджену кінцівку.

"Ми успішно продемонстрували, що навчитися використовувати кортико-контрольований інтерфейс мозок-машина для виконання складних послідовних завдань можливо у хронічно ампутованих тварин", - зазначають автори дослідження, опублікованого на початку цього тижня вПриродні комунікації.

Потім команда взялася за завдання дресирувати мавп, щоб тягнутися до них і хотіти м’яча. Улов? Їм довелося рухати роботом-рукою лише з думками, щоб дістати м’яч. Команда призначила клітини головного мозку для контролю досягнення та захоплення руки під час навчання мавп. Мавпа з імплантатом на протилежній від мозку спочатку з'ясувала, як рука працює швидше. Однак усі мавпи з часом зрозуміли це.

Що справді приголомшило дослідників, так це те, що фактичний склад мозку змінився і адаптувався для управління кінцівкою. Дослідники задокументували зміни тих самих нейронів протягом 40 днів, коли мавпам стало зручніше працювати з роботом.

"У ампутованої тварини було дуже мало зв'язків [між нейронами]", - сказав автор дослідження Картікеян Баласубраманян, дослідник Чиказького університету, Gizmodo. "Навчаючись, мережа ставала густішою та щільнішою".

Не всіх це вразило. В інтерв'ю Gizmodo інженер-біомедик Мігель Ніколеліс з Університету Дьюка заявив, що дослідження "не внесло жодного істотного нового внеску в область інтерфейсів мозок-машина", в інтерв'ю Gizmodo. І певною мірою за останні роки відбулися значні стрибки у зв’язку мозок / протез. Наприклад, у 2015 році дослідницька група з Університету Х'юстона розробила алгоритм, який дозволяє користувачам захоплювати предмети, засновані на його думках. В минулих дослідженнях також було показано, що мавпи роблять те саме. Однак команда залишається надією і просто хоче спиратися на своїх попередників.

Наступними кроками для команди є поєднання своїх досліджень з попередніми дослідженнями, проведеними іншими групами по всьому світу, які мали подібний успіх. Зрештою, вони хочуть оснастити протезні кінцівки сенсорним зворотним зв'язком, потенційно відновлюючи подобу дотику до відсутньої кінцівки або відчуття того, де протезова кінцівка знаходиться в просторі.

"Ось як ми можемо почати створювати справді чуйні нейропротезні кінцівки, коли люди можуть як рухати їх, так і отримувати природні відчуття через інтерфейс мозок-машина", - сказав Хацопулос.


Перегляньте відео: Роботы из Лего! - LEGO Education WeDo (Січень 2022).