На главную страницу
 
 Главное 
 Новости 
 Причины Старения 
 Технологии Будущего 
 Продление Жизни 
 Разное 
Добавить в избранноеКонтакт




Авторизация





    

 Запомнить меня на этом компьютере

Поиск по сайту






Библиотека по геронтологии





 


поддержи проект
поставь нашу кнопку
на свой сайт!

Код кнопки:



Сенсор-имплантат изменит жизнь людей без движения

29.07.2006 

Похоже, многие серьёзные двигательные нарушения, считающиеся приговором, не будут препятствием для совершения хотя бы некоторых элементарных действий.
 
Сенсор-имплантатизменитжизньлюдейбездвижения

Не сделав ни одного движения, Мэтт Нейгл нарисовал кружок на экране (фото Rick Friedman).

"Опять фантастика?" – спросите вы. Нет, вовсе не фантастика, а перспектива ближайших лет. К тому же, и прецеденты уже имеются.

Мэттью Нейгл (Matthew Nagle), бывшая футбольная звезда из Веймута (штат Массачусетс), оказался парализованным от плечевого пояса и ниже после того, как во время драки в 2001 году получил ножевое ранение, безнадёжно травмировавшее спинной мозг.

Через некоторое время ему предложили поучаствовать в эксперименте, который мог бы частично решить проблему его обездвиженности. Для исследования использовали систему BrainGate, разрабатываемую американской компанией Cyberkinetics Neurotechnology Systems.

Имплантаты, наподобие того, что установили Нейглу, уже были успешно протестированы на обезьянах (о некоторых опытах с сенсорами для приматов мы рассказывали тут и тут).

alt
Поразмерамимплантатвнесколькоразменьшемонетки(фотоссайтаnews.bbc.co.uk).
alt
По размерам имплантат в несколько раз меньше монетки (фото с сайта news.bbc.co.uk).
alt
Похожие эксперименты проводились и с людьми, только в опытах использовались электроды, прикладывавшиеся к голове снаружи. К тому же, аппаратура не обладала разнообразной функциональностью (в частности, мы рассказывали о подобном устройстве — инвалидном кресле, управляемом без движений).

Сейчас экспериментаторы предлагают всё новые концепции, которые могут сделать имплантаты более совершенными, устранить имеющиеся в них недостатки (порой, очень и очень серьёзные).

Общий принцип работы такого устройства несложен.

Сигналы, которые формируются в мозге, передаются через сенсор — квадратную пластинку четыре на четыре миллиметра с сотней крошечных электродов. Эти электроды представляют собой крошечные миллиметровые металлические иголочки, проникающие непосредственно в кору мозга.

Этот сенсор контактирует с моторной зоной коры головного мозга, отвечающей за движение левой руки, и соединяется с разъёмом, укреплённым в отверстии в черепной коробке.

При попытке совершить какое-то движение в моторной зоне возникает электрический импульс, который передаётся через вживлённые электроды в компьютер.

Большинствоопытовбылопоставленоввидеигровыхзаданий(иллюстрацияNature).

alt
Большинство опытов было поставлено в виде игровых заданий (иллюстрация Nature).

 
Когда нужно начать эксперимент и задействовать какое-то внешнее устройство, техник подключает к разъёму кабель, ведущий к компьютеру. Если во время подключения Мэтт попытается представить себе движение собственной руки, то сенсор "подслушает" сигналы двигательных нейронов, которые активируются в тот момент, и передаст их на подключённое устройство, например, монитор или робот-протез.

Первым в мире человеком с мозговым имплантатом и стал 25-летний Мэттью Нейгл. С помощью вживлённого устройства он получил возможность управлять курсором на экране, читать электронную почту, играть в несложные видеоигры и даже что-то рисовать. Ещё он научился переключать каналы и громкость телевизора и шевелить электромеханической рукой (наподобие EMAS, только та рука получала сигналы не от мозга, а от мышц), ни сделав для этого ни одного движения.

Двигательныйэкспериментсэлектромеханическимпротезом.Чтобысжатьпальцы,необходимопослатьсигнал
alt
Двигательный эксперимент с электромеханическим протезом. Чтобы сжать пальцы, необходимо послать сигнал "вверх", чтобы разжать – вниз (фото Nature).

alt
alt
Однако в работе с имплантатом учёным пришлось столкнуться с некоторыми неожиданными проблемами.

Одна из таких трудностей состоит в том, что через несколько месяцев сенсоры начинают хуже распознавать сигналы, и причины этого не вполне ясны. Также скоро стало ясно, что нужно задуматься над беспроводной версией устройства. Ведь при использовании "контактного" варианта опасность инфекции существенна. Вдобавок ко всему, имплантат Нейгла требует ежедневной получасовой настройки перед включением.

Наиболее явно недостатки проявляются при манипуляциях с курсором на экране. Такое, казалось бы, несложное действие – переместить курсор и выбрать объект — реализуется не без труда: для передвижения требуется 2,5 секунды (обычный пользователь делает аналогичное перемещение за одну), а попадание на нужный объект происходит только в 73-95% случаев (а в норме — практически 100%).

В одной недавней статье в Nature специалистами из Стэндфордского университета (Stanford University) высказана чуть отличающаяся концепция сенсора, который была бы намного удобней.

 

СхемаустройстваBrainGate(иллюстрацияNature).

alt
Схема устройства BrainGate (иллюстрация Nature).

 
Суть идеи заключается в том, что нужно получать сигналы вовсе не от нейронов, ответственных за движение, а из тех зон коры, что отвечают за намерение совершения действий. Это могло бы сделать работу системы намного более быстрой.

К примеру, чтобы сделать что-то с объектом на экране, совсем не нужно двигать к нему курсор – достаточно мысленно назначить нужный объект, находящийся в поле зрения, и курсор сразу же, безо всяких перемещений, окажется там, где нужно.

alt

ХотяэкспериментсМэттомНейгломужезакончился,результатыразнообразныхисследованийопубликовалисовсемнедавно —впоследнемвыпускежурналаNature(иллюстрацияNature).
alt
Хотя эксперимент с Мэттом Нейглом уже закончился, результаты разнообразных исследований опубликовали совсем недавно — в последнем выпуске журнала Nature (иллюстрация Nature).

alt
Также участник этого исследования, профессор Кришна Шеной (Krishna V. Shenoy) добавляет, что этим же способом можно набирать текст (по-видимому, предполагая использование какой-нибудь виртуальной клавиатуры) со скоростью 15 слов в минуту – в четыре раза быстрее, чем можно это делать с помощью аппаратуры Cyberkinetics. О некоем устройстве для мысленного набора текста мы, кстати, недавно рассказывали здесь.

Сейчас эксперимент с Нейглом завершён, и сенсор у него успешно удалили. Но исследования имплантатов, "подслушивающих" мысли и передающих их на внешнюю аппаратуру, не завершены. Сейчас Cyberkinetics проверяет работу системы ещё на трёх добровольцах (их имена не разглашаются) с другими нарушениями функционирования нервной системы.

Многие специалисты считают, что сейчас такая аппаратура слишком далека от внедрения в клиническую практику. Поэтому Cyberkinetics придётся ещё разобраться, стоит ли датчик размещать именно в двигательной коре, и как сделать его более удобным и функциональным.

Впрочем, Тимоти Сёрдженор (Timothy R. Surgenor), президент Cyberkinetics, надеется, что исследования будут продвигаться в том же быстром темпе, и компания сможет приступить к серийному выпуску имплантатов уже в 2008-2009 годах.

Источник: membrana 

 

Возврат к списку новостей

* Оставляйте ваши комментарии и отзывы в этом поле.

Ваше имя: 
Введите защитный код:


Введите защитный код определения человека (что на картинке) обязательно! :


На днях видел об этом и репортаж в новостях, кажется по рен-ТВ. Позабавил и комментарий ведущей, крень которого был в том что мол все это (управление мыслями) както черезчур фантастично, и это прямо после показааннго репортажа с конкретными фактами.

Медленно, медленно еще проникают радикальные новые идеи в мысли обывателей :)
andruskin, 30.07.2006 14:23:15
По моему у Вас украли эту статью и поместили на другом сайте. Я её уже видела.
studenteggg, 04.05.2010 19:21:53
На Ваш блог знакомый в аську ссылку кинул. Оказалось ,что не зря Понравилось. Тепрь постоянно читать буду
upirenoG, 06.05.2010 18:19:42
Благодарю!!!У Вас часто появляются очень интересные посты! Очень поднимаете мое настроение.
upireZx, 07.05.2010 19:56:03
Классная статья, кстати автору хочу предложить установить от яндекс.денег фишку на сайт “Дай рубль”. Я бы дал, так сказать на поддержание.
Annnn, 08.05.2010 15:32:15
Отзывы 1 - 5 из 52
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | След. | Конец