Pour la première fois, une personne portant une cyber prothèse a pu rendre le sens du toucher

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Pour la première fois, une personne portant une cyber prothèse a pu rendre le sens du toucher
Pour la première fois, une personne portant une cyber prothèse a pu rendre le sens du toucher
Anonim

La nouvelle interface neuronale permet non seulement de contrôler le mouvement des membres paralysés, mais aussi de ressentir des touchers et d'expérimenter d'autres sensations tactiles. La description de l'invention des neurophysiologistes américains a été publiée dans la revue scientifique Cell.

"Jusqu'à présent, notre patient Ian avait l'impression que sa main était" étrangère. "Il ne pouvait pas la contrôler normalement à moins de regarder constamment où et comment cela se passait. même les actions les plus simples ", - a commenté le succès de l'un des développeurs, neurophysiologiste du Battel Memorial Institute (USA) Patrick Gantzer.

Les neurointerfaces sont une combinaison de micropuces, d'électrodes et d'algorithmes informatiques. Ils permettent de connecter divers cyber-membres, yeux artificiels ou même sens synthétiques comme des imageurs thermiques ou des imageurs à rayons X au cerveau d'une personne ou d'animaux.

Par exemple, en 2012, des scientifiques ont pour la première fois connecté un bras artificiel au cerveau d'une femme paralysée. Grâce à cette prothèse, la femme a pu boire une tasse de café toute seule et effectuer d'autres actions. En 2016, des spécialistes de l'American Duke University ont connecté le cerveau du patient à un fauteuil roulant robotisé et, il y a un an, à l'aide d'un stimulateur spécial de la moelle épinière, ils ont restauré la capacité de marcher.

Le développement et l'utilisation de ces cybermembres, comme l'a noté Gantzer, sont maintenant entravés par le fait que leur propriétaire ne peut pas sentir leurs mouvements lorsqu'une jambe ou une main artificielle touche le sol, la surface de la table et d'autres obstacles. Comme le montrent les dernières expériences des neurophysiologistes, les sensations tactiles jouent un rôle très important dans la façon dont le cerveau « apprend » à contrôler ses propres membres et les membres cybernétiques.

Gantzer et son équipe ont résolu ce problème. Au cours des six dernières années, ils ont travaillé à la création d'une neurointerface qui permet aux patients de « connecter » directement leurs mains au cerveau, en contournant les zones endommagées de la colonne vertébrale.

Toucher cybernétique de la main

Dans ces expériences, comme le note le scientifique, un jeune homme de 28 ans nommé Ian Burkhart a participé. Il y a neuf ans, il s'est blessé à la moelle épinière dans un accident de plongée. Les scientifiques ont inséré une puce spéciale et un jeu d'électrodes dans le cortex cérébral du patient, puis ont essayé de leur connecter une main artificielle.

Dans un premier temps, ces expérimentations ont été couronnées de succès: le volontaire a maîtrisé avec succès la cyber prothèse et a appris à contrôler le mouvement du bras robotique, à effectuer des actions simples. Par la suite, cependant, sa progression s'est ralentie, ce que les scientifiques et Burkhart lui-même ont attribué au fait qu'il ne pouvait pas sentir les mouvements du membre.

En essayant de comprendre comment résoudre ce problème, Gantzer et ses collègues ont accidentellement remarqué que la peau de la cybermain n'était pas complètement désensibilisée. Elle a continué à générer des signaux de toucher et de mouvement, mais ils étaient trop faibles pour être « remarqués » par le cerveau du patient.

Les neurophysiologistes ont testé ce qui se passe si vous essayez d'amplifier ce signal à l'aide de capteurs externes, de micromoteurs et d'électrodes. Ils généraient des vibrations et envoyaient des impulsions électriques d'un certain type dans la peau du patient au moment où il touchait un objet ou faisait des mouvements.

Comme les expériences ultérieures l'ont montré, grâce à une telle amélioration, Burkhart a presque sans aucun doute commencé à reconnaître qu'il touchait un objet sans le regarder. De plus, à cause de cela, les mouvements volontaires de la main sont devenus plus rapides et plus précis, grâce auxquels Burkhartu a pu limiter la force de ses mouvements.

Dans un avenir proche, Gantser et son équipe envisagent de créer une nouvelle version d'une telle cyberprothèse, qui peut être utilisée non seulement en laboratoire, mais aussi à la maison. Les scientifiques espèrent que de telles interfaces neuronales aideront de nombreuses personnes à retrouver la capacité de mener leur propre vie.

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