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Restablecer el sentido del tacto

Thought LeadersDr. Patrick GanzerPrincipal Research ScientistBattelle Memorial Institute

El Dr. Patrick Ganzer habla a Noticia-Médico sobre su investigación innovadora en restablecer el sentido del tacto usando interfaces de la cerebro-computador.

¿Qué provocó su investigación en el sentido del tacto?

He estado estudiando los sistemas de los nervios que tacto por varios años, especialmente daño siguiente del proceso del sistema nervioso.

En el pasado, mis personas se han centrado en las terapias que se convertían que pueden restablecer la función superior del limbo después del daño, tal como un daño o un recorrido de la médula espinal.

El sentido del tacto es crítico para el mando total del movimiento. Específicamente, esto era una necesidad incumplida del sistema de interfaz actual (BCI) de la cerebro-computador que nuestro grupo está desarrollando en Battelle.

¿Cómo puede el sentido del tacto dañarse?

Los caminos específicos en el sistema nervioso transmiten la información del tacto de su piel a la médula espinal, y eventual al cerebro.

El participante en nuestra juicio clínica de BCI, lamentablemente, tiene un daño severo de la médula espinal. Su mano paralizada también tiene un sentido del tacto importante empeorado, y falta casi totalmente la sensación significativa. Éste es un déficit funcional importante que empeora su capacidad de funcionar normalmente.

Sentido del tacto

Haber de imagen: Luma creativo/Shutterstock.com

¿Por qué es el sentido del tacto esencial en seres humanos?

Muchos de nosotros han experimentado un sentido del tacto empeorado, quizá cuando nuestro limbo tiene dormido caido o hemos estado fuera en el frío durante demasiado tiempo.

Incluso una pequeña desorganización en capacidad del tacto puede tener un impacto importante en capacidad de movimiento resultante. Los circuitos del tacto y del movimiento en el sistema nervioso obran recíprocamente también. Utilizamos sensorial y tocamos señales todo el tiempo para levantarse derechos, los objetos de la mordaza con la fuerza correcta, y así sucesivamente.

¿Cómo usted ejecutó un sistema de interfaz de la Cerebro-Computador en su investigación? ¿Cómo este sistema trabaja?

Los estudios del pasado de nuestras personas han utilizado los pensamientos del ` del participante' para restablecer el movimiento solamente a su mano paralizada.

Usando una pequeña viruta implantada en el cerebro del participante, el interfaz de la cerebro-computador (BCI) registraría los pensamientos del participante relacionados con un movimiento previsto de la mano (e.g., quiero asir esa botella), utiliza una computador para descubrir esa actividad cerebral específica, y después estimula sus músculos para hacer que su mano se mueve de la manera deseada.

Usando el sistema de BCI, el participante puede moverse de nuevo la mano paralizada, para birlar una tarjeta de crédito, toma un arsenal de objetos, y muchas otras funciones de motor.

Usando este sistema, usted manejó restablecer el sentido del tacto. ¿Cómo usted hizo esto?

Lamentablemente, la mano del participante no sólo se paraliza totalmente, pero también está faltando casi totalmente la sensación. Esto un problema grave, como el sentido del tacto es crítico para el mando apropiado del movimiento.

El participante tiene problema el descubrir de tacto general, y esencialmente puede ni siquiera aserrar al hilo pequeños objetos. Debido a esta falta de sensación, la mano del participante también asierra al hilo a veces no nativa.

En nuestro estudio actual, abordamos muchos de estos problemas y restablecemos el sentido del tacto del participante. Primero descubrimos que cuando el participante toca objetos, una señal subperceptual del tacto del ` muy pequeño' está generada en el cerebro.

Dijo diferentemente, nosotros comenzó a registrar actividad débil del tacto en el cerebro, aunque el participante no puede descubrir las acciones del tacto. Entonces enseñamos una computador a cómo descubrir estas señales subperceptual del tacto. Pasado, ` reforzamos' esta señal subperceptual del tacto en la opinión consciente, usando obsevaciones vibración-basadas sobre la piel que el participante puede aserrar al hilo.

El aumento de tacto subperceptual en la opinión consciente llevó a un arsenal de las ventajas para el participante. Su capacidad de descubrir tacto fue restablecida casi totalmente. Cuando él utiliza el sistema en tiempo real, sus movimientos aceleran y él puede manipular y transferir objetos más rápidamente.

La opinión del participante que él está controlando su propia mano también se aumenta, debido a la reacción sensorial artificial.

¿Cuál es reacción háptica?

La reacción háptica es cualquier tecnología que se pueda utilizar para transportar un sentido del tacto - como la vibración de un controlador aéreo del teléfono celular o del videojuego.

¿Cómo la investigación beneficiará a la gente que sufre de daños de la médula espinal?

Un BCI se puede utilizar para restablecer la función importante en los individuos que viven con la parálisis y la disfunción sensorial que siguen daño de la médula espinal. Nuestra esperanza es que estas conclusión más futuras demuestran el número de funciones que se puedan restablecer en los pacientes que usan esta tecnología - no apenas movimiento pero también el sentido de tacto.

El campo del neurotechnology tiene un futuro brillante, y esperamos que estos tipos de sistemas se puedan utilizar en una ambiente familiar pronto.

¿Qué otra investigación necesita ser realizada antes de esto se puede utilizar en hogares?

Hay varios retos en crear una versión para llevar de un sistema de BCI. El grupo de NeuroLife en Battelle está abordando muchos de éstos.

Hemos hecho recientemente el sistema del estímulo del músculo del `' miniaturizado y el portable. Ahora es un manguito más estético satisfecho del `' que se puede relampagar hacia arriba alrededor de la arma para habilitar el movimiento de la mano.

Otra piedra miliaria emocionante que hemos logrado recientemente está utilizando un sistema tablilla-controlado del estímulo del músculo de la computador del `' en el hogar del participante. Él ha utilizado esto para realizar varias acciones, importantemente fuera del laboratorio.

Sigue habiendo muchos otros retos, por ejemplo asegurar seguridad del dispositivo, seguro del dispositivo, y longevidad del dispositivo.

¿Cuáles son los pasos siguientes en su investigación?

Somos muy emocionados sobre el futuro del neurotechnology ampliamente, y especialmente BCIs. Algunas de nuestras metas próximas se centran en más lejos desarrollar el sistema para el uso en el hogar y también la aplicación de la tecnología del estímulo del músculo a otras debilitaciones, tales como parálisis que sigue un recorrido.

¿Dónde pueden los programas de lectura encontrar más información?

¡Lea más sobre su investigación en Battelle aquí!

Sobre el Dr. Patrick Ganzer

El Dr. Ganzer recibió a sus BS en neurología de College de rey en 2008, terminó su Ph.D. en la ingeniería biomédica y la ciencia de la universidad de Drexel en 2013, y acabó su beca postdoctoral en la Universidad de Texas en Dallas en 2017.

Él ahora es científico principal en el Battelle Memorial Institute, la organización de la investigación de la investigación no lucrativa más grande del mundo situada en Columbus, Ohio.

El Dr. Ganzer trabaja en varios neurotechnologies en Battelle, incluyendo interfaces de la cerebro-computador y neurotechnologies no-quirúrgicos. Él es actualmente el investigador principal para el programa del remedio de Bioelectronic de Battelle - una iniciativa de la investigación y desarrollo que se centra en desarrollar las terapias bioelectronic del remedio para tratar enfermedad.El Dr. Patrick Ganzer

Su investigación anterior en la Universidad de Texas en Dallas utilizó el estímulo apuntado del nervio de nervio vago para reforzar los efectos de la rehabilitación y para restablecer conexiones a los músculos paralizados en modelos preclínicos del daño de la médula espinal, del recorrido, y del daño periférico del nervio.

El trabajo del Dr. Ganzer ahora se está traduciendo a los usos de ensayo clínicos múltiples y se ha habilitado cerca sobre los dólares $4 millones en el financiamiento de las dependencias tales como el Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), el ala para el asiento de la vida, y el asiento del Jr. de W.W. Caruth.

Con sus compañeros de equipo talentosos, Patrick está desarrollando nuevos neurotechnologies y remedio bioelectronic para tratar a los pacientes que sufren de la disfunción y de la enfermedad.

Citations

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    Henderson, Emily. (2020, April 23). Restablecer el sentido del tacto. News-Medical. Retrieved on November 25, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20200424/Restoring-the-Sense-of-Touch.aspx.

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