Personas con parálisis pueden controlar brazos robóticos para alcanzar y agarrar objectos con interfaz cerebral
El ensayo sirve para evaluar la seguridad y la viabilidad de un dispositivo de investigación llamado el sistema BrainGate interfaz neuronal. Este es un tipo de interfaz cerebro-ordenador (BCI) la intención de poner la robótica y la otra tecnología de asistencia bajo el control del cerebro.Fdo: César Arias
Este es un video que muestra y discusión de los resultados publicados en la revista Nature de la prueba piloto BrainGate2 clínica. Crédito: Brown University/Braingate2.org
Parte de los fondos para este trabajo proviene de
la Administración de Veteranos, que se ha comprometido a mejorar las vidas de
los veteranos heridos. “VA tiene el honor de haber jugado un papel en este campo
emocionante y prometedora de la investigación”, dijo el Secretario VA Eric
Shinseki. “El anuncio de hoy representa un gran paso adelante hacia la mejora de
la calidad de vida para los veteranos y otros que o bien han perdido sus
extremidades o están paralizadas”.
Hochberg añade
que, incluso después de casi 15 años, una parte del cerebro esencialmente
“desconectado” de su objetivo original de un derrame cerebral tallo cerebral
todavía era capaz de dirigir el movimiento complejo y multidimensional de un
brazo externo – en este caso, un miembro robótico. Los investigadores también
observaron que S3 fue capaz de realizar las tareas de más de cinco años después
de la investigación amplia BrainGate electrodo se implantó. Esto establece un
nuevo punto de referencia por cuánto tiempo implantados cerebro-computadora
interfaz de electrodos se han mantenido viables y proporcionan señales útiles
del comando.
John Donoghue, neurocientífico del VA y Brown, que fue pionera en BrainGate más de una década atrás y quien es co-autor principal del estudio, dijo que el documento muestra hasta qué punto el campo de las interfaces cerebro-ordenador se ha avanzado desde las primeras demostraciones de control de la computadora con el BrainGate.
“Este trabajo presenta un avance importante al rigor que demuestra en más de un participante que se precisa en tres dimensiones de control neural de los brazos del robot no es sólo posible, sino también repetible”, dijo Donoghue, quien dirige el Instituto para la Ciencia Brown cerebro. “Nos hemos movido mucho más cerca de volver funciones diarias, como a ti mismo que sirve un sorbo de café, generalmente se realiza sin esfuerzo por el brazo y la mano, para las personas que son incapaces de mover sus propios miembros. También nos alienta a ver el control más útil que cinco años después del implante de la matriz de BrainGate en uno de nuestros participantes. Este trabajo es un paso crítico hacia la realización del objetivo a largo plazo de crear una neurotecnología que restaurar el movimiento, el control y la independencia a las personas con pérdida de la parálisis o la integridad física “.
En la investigación, los robots actuó como un sustituto de brazo paralizado cada participante. Los brazos robóticos respondió a la intención de los participantes a moverse como se imaginaban llegar a cada objetivo de la espuma. La mano robótica comprendido el objetivo de que los participantes imaginaron un apretón de manos. Debido a que el diámetro de los objetivos era más de la mitad de la anchura de las aberturas del robot de la mano, la tarea requerida a los participantes para ejercer un control preciso.
En 158 ensayos durante cuatro días, S3 fue capaz de tocar la meta en un tiempo asignado en el 48,8 por ciento de los casos utilizando el brazo robótico de DLR y de la mano y el 69,2 por ciento de los casos con el brazo y la mano de DEKA, que tiene el alcance más amplio. En 45 ensayos que usaron el brazo DEKA, T2 tocado el objetivo de 95,6 por ciento del tiempo. De los toques de éxito, S3 comprendido el objetivo del 43,6 por ciento de las veces con el brazo de DLR y el 66,7 por ciento del tiempo con el brazo de Deka. Comprensión T2 logró 62,2 por ciento del tiempo.
T2 a cabo la sesión en este estudio en su cuarto día de interactuar con el brazo, los últimos tres períodos de sesiones se centró en el desarrollo del sistema. Usando sus ojos para indicar cada letra, que más tarde describió su control del brazo: “Acabo de imaginar mover el brazo y la propia [DEKA] se movió el brazo donde yo quería ir.”
El estudio utilizó dos brazos robóticos avanzados: el DLR ligero Robot III con el DLR de cinco dedos, la mano y el sistema de brazo DEKA. El DLR LWR-III, que está diseñado para ayudar en la recreación de acciones como el brazo humano y de la mano y para interactuar con los usuarios humanos, podría ser útil como un dispositivo de asistencia robótica para las personas con diversas discapacidades. Patrick van der Smagt, jefe de la biónica y robótica asistencial en el DLR, el director de la robótica biomimética y laboratorios de aprendizaje automático en el DLR y la Technische Universität München, y co-autor principal del artículo, dijo: “Esto es lo que estábamos esperando con este brazo.
Queríamos crear un arma que podría ser utilizado intuitivamente mediante la variación de las formas de control. El brazo ya está en uso por numerosos laboratorios de investigación de todo el mundo que utilizan su interacción única y capacidades de seguridad. Esta es una demostración convincente de la posibilidad de utilidad del brazo por una persona con parálisis. ”
DEKA Investigación y Desarrollo ha desarrollado el sistema de brazo DEKA para amputados, a través de la financiación de los Estados Unidos Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). Dean Kamen, fundador de DEKA dijo: “Uno de nuestros sueños para el brazo de Luke [como el Sistema de Brazo DEKA se conoce informalmente] desde su creación ha sido la de proporcionar una rama que podría ser operado, no sólo por los sensores externos, sino también por más directamente pensado impulsada por el control. Estamos muy contentos con estos resultados y para la continuación de la investigación que está realizando el grupo de la VA, Brown y MGH. ” La investigación está orientada a aprender cómo el brazo DEKA puede ser controlado directamente desde el cerebro, permitiendo potencialmente a los amputados a controlar de forma más natural esta prótesis.
En los últimos dos años, Virginia ha estado llevando a cabo un estudio de optimización del brazo DEKA prótesis en varios sitios, con la colaboración de los veteranos y miembros en servicio activo que han perdido un brazo. Los comentarios de este estudio es ayudar a los ingenieros de Deka mejorar el diseño del brazo artificial y la función. “Cerebro-computadora interfaces, como BrainGate, tienen el potencial para proporcionar un nivel sin precedentes de control funcional sobre los brazos protésicos del futuro”, dijo Joel Kupersmith, MD, Jefe de Investigación VA y el Oficial de Desarrollo. “Esta innovación es un ejemplo de la colaboración federal en su máxima expresión.”
Story Landis, directora del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, que financió el trabajo, en parte, señaló: “Esta tecnología fue posible gracias a décadas de investigación y la investigación sobre cómo el cerebro controla el movimiento Ha sido emocionante ver que la tecnología evoluciona. a partir de estudios de neurofisiología básica y pasar a los ensayos clínicos, donde se muestra una promesa significativa para las personas con lesiones cerebrales y trastornos “.
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