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Riparazione del tatto

Thought LeadersDr. Patrick GanzerPrincipal Research ScientistBattelle Memorial Institute

Il Dott. Patrick Ganzer parla aNotizia-Medico della sua ricerca approfondita sulla riparazione del tatto facendo uso delle interfacce del cervello-computer.

Che cosa ha provocato la vostra ricerca sul tatto?

Sto studiando i sistemi neurali che elaborano il tocco per parecchi anni, particolarmente seguente danno del sistema nervoso.

Nel passato, i miei gruppi hanno messo a fuoco sulle terapie di sviluppo che possono riparare la funzione superiore dell'arto dopo danno, quali una lesione o un colpo del midollo spinale.

Il tatto è critico per controllo globale del movimento. Specificamente, questa era un'esigenza insoddisfatta del sistema che corrente dell'interfaccia (BCI) del cervello-computer il nostro gruppo sta mettendo a punto a Battelle.

Come può il tatto essere nocivo?

Le vie specifiche nel sistema nervoso trasmettono le informazioni di tocco dalla vostra interfaccia al midollo spinale e finalmente al cervello.

Il partecipante al nostro test clinico di BCI, purtroppo, ha una lesione severa del midollo spinale. La sua mano paralizzata egualmente ha un tatto significativamente alterato e quasi completamente manca della sensazione significativa. Ciò è un deficit funzionale importante che altera la sua capacità di funzionare normalmente.

Tatto

Credito di immagine: Luma creativo/Shutterstock.com

Perché è il tatto essenziale in esseri umani?

Molti di noi hanno avvertito un tatto alterato, forse quando il nostro arto ha addormentato caduto o siamo stati fuori nel freddo per troppo tempo.

Anche una piccola rottura in capacità di tocco può avere un effetto principale sulla capacità di movimento risultante. I circuiti del movimento e di tocco nel sistema nervoso interagiscono pure. Usiamo sensitivo e tocchiamo i segnali tutto tempo di stare su diritti, oggetti della pinsa con la forza corretta, ecc.

Come avete applicato un sistema di interfaccia del Cervello-Computer nella vostra ricerca? Come questo sistema funziona?

Gli studi dell'esperienza del nostro gruppo hanno usato i pensieri del ` del partecipante' per riparare il movimento da solo alla sua mano paralizzata.

Facendo uso di piccolo chip impiantato nel cervello del partecipante, l'interfaccia del cervello-computer (BCI) registrerebbe i pensieri del partecipante relativi ad un movimento progettato della mano (per esempio, voglio afferrare quella bottiglia), utilizza un computer per individuare quell'attività di cervello specifica e poi stimola i suoi muscoli per fare la sua mano muoversi nel modo desiderato.

Facendo uso del sistema di BCI, il partecipante può ancora una volta muovere la sua mano paralizzata, verso il colpo una carta di credito, prende una schiera degli oggetti e molte altre funzioni di motore.

Facendo uso di questo sistema, siete riuscito a riparare il tatto. Come avete fatto questo?

Purtroppo, la mano del partecipante non solo completamente è paralizzata, ma egualmente quasi completamente sta mancando della sensazione. Ciò un problema principale, come il tatto è critica per controllo appropriato del movimento.

Il partecipante ha difficoltà individuare il tocco generale ed essenzialmente può nemmeno ritenere i piccoli oggetti. A causa di questa mancanza di sensazione, la mano del partecipante egualmente ritiene a volte non Xeros.

Nel nostro studio corrente, affrontiamo molti di questi problemi e ripariamo il tatto del partecipante. In primo luogo abbiamo scoperto che quando il partecipante tocca gli oggetti, un segnale subperceptual di tocco del ` molto piccolo' è generato nel cervello.

Ha detto diversamente, noi ha cominciato a registrare l'attività debole di tocco nel cervello, anche se il partecipante non può individuare gli eventi di tocco. Poi abbiamo insegnato ad un computer a come individuare questi segnali subperceptual di tocco. Infine, ` abbiamo amplificato' questo segnale subperceptual di tocco nella percezione cosciente, facendo uso adi feedback basato a vibrazione sull'interfaccia che il partecipante può ritenere.

Il miglioramento del tocco subperceptual nella percezione cosciente piombo ad una schiera dei vantaggi per il partecipante. La sua capacità di individuare il tocco quasi completamente è stata riparata. Quando utilizza il sistema nel tempo reale, i suoi movimenti si accelerano e può manipolare e trasferire gli oggetti più velocemente.

La percezione del partecipante che sta gestendo la sua propria mano egualmente è migliorata, dovuto il feedback sensitivo artificiale.

Che cosa è feedback tattile?

Il feedback tattile è tutta la tecnologia che può essere usata per trasportare un tatto - come la vibrazione da un regolatore del video gioco o del telefono cellulare.

Come la ricerca avvantaggierà la gente che soffre dalle lesioni del midollo spinale?

Un BCI può essere usato per riparare la funzione significativa in persone che vivono con la paralisi e la disfunzione sensitiva che seguono la lesione del midollo spinale. La nostra speranza è che questi risultati ulteriori dimostrano il numero delle funzioni che possono essere riparate in pazienti che usando questa tecnologia - non appena movimento ma anche il tatto.

Il campo del neurotechnology ha un futuro luminoso e speriamo che questi tipi di sistemi possano essere utilizzati in un ambiente familiare presto.

Che ulteriore ricerca deve essere effettuata prima di questa può essere utilizzata nelle case?

Ci sono una serie di sfide nella creazione della versione netta di un sistema di BCI. Il gruppo di NeuroLife a Battelle sta affrontando molti di questi.

Recentemente abbiamo fatto il sistema di stimolo del muscolo del `' miniaturizzato ed il portatile. Ora è un manicotto più estetico soddisfacente del `' che può essere chiuso con chiusura a lampo su intorno al braccio per permettere al movimento della mano.

Un'altra pietra miliare che emozionante abbiamo compiuto recentemente sta usando ad un sistema controllato a compressa di stimolo del muscolo del computer del `' nella casa del partecipante. Ha usato questo per realizzare una serie di atti, d'importanza fuori del laboratorio.

Molte altre sfide rimangono, come assicurazione l'obbligazione dell'unità, la sicurezza dell'unità e della longevità dell'unità.

Che cosa sono i punti seguenti nella vostra ricerca?

Siamo largamente molto emozionanti circa il futuro del neurotechnology e particolarmente BCIs. Alcuni dei nostri scopi imminenti sono messi a fuoco più ulteriormente sul mettere a punto il sistema per uso nella casa ed anche sull'applicazione della tecnologia di stimolo del muscolo ad altri danni, quale la paralisi che segue un colpo.

Dove possono i lettori trovare più informazioni?

Legga più circa la sua ricerca a Battelle qui!

Circa Dott. Patrick Ganzer

Il Dott. Ganzer ha ricevuto le sue BS in neuroscienza dall'College di re nel 2008, ha completato il suo Ph.D. nell'assistenza tecnica biomedica e nella scienza dalla Drexel University nel 2013 ed ha rifinito la sua amicizia post-dottorato all'università del Texas a Dallas nel 2017.

Ora è un ricercatore principale al Battelle Memorial Institute, il più grande organismo di ricerca senza scopo di lucro del mondo situato a Columbus, Ohio.

Il Dott. Ganzer lavora a parecchi neurotechnologies a Battelle, compreso le interfacce del cervello-computer e i neurotechnologies non chirurgici. È corrente il ricercatore principale per il programma della medicina del Bioelectronic di Battelle - una messa a fuoco di iniziativa di ricerca e sviluppo sullo sviluppare le terapie bioelectronic della medicina per il trattamento della malattia.Dott. Patrick Ganzer

La sua ricerca precedente all'università del Texas a Dallas ha utilizzato lo stimolo mirato a del nervo vago per amplificare gli effetti di ripristino e per riparare le connessioni ai muscoli paralizzati nei modelli preclinici della lesione del midollo spinale, del colpo e della lesione periferica del nervo.

Il lavoro del Dott. Ganzer ora sta traducendo alle applicazioni di test clinico multiple ed è stato permesso a vicino oltre i dollari $4 milioni in finanziamento dalle agenzie quale il Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), l'ala per le fondamenta di vita e le fondamenta del Jr. di W.W. Caruth.

Con i suoi compagni di squadra di talento, Patrick sta sviluppando i nuovi neurotechnologies e le medicine bioelectronic per curare i pazienti che soffrono dalla disfunzione e dalla malattia.

Emily Henderson

Written by

Emily Henderson

Emily Henderson graduated with a 2:1 in Forensic Science from Keele University and then completed a PGCE in Chemistry. Emily particularly enjoyed discovering new ideas and theories surrounding the human body and decomposition. In her spare time, Emily enjoys watching crime documentaries and reading books. She also loves the outdoors, enjoying long walks and discovering new places. Emily aims to travel and see more of the world, gaining new experiences and trying new cultures. She has always wanted to visit Australia and Indonesia.

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