Ein simuliertes digitales Gehirn, das auf einem Computerchip ruht. Onurdongel / iStock
In klinischen Studien verwendete Gehirn-Computer-Schnittstellen wurden normalerweise ungeschickte Kabel verwendet, um eine Verbindung zu Sensorarrays im menschlichen Gehirn herzustellen, sodass Computer neurologische Signale dekodieren und an externe Geräte übertragen können, da drahtlose Schnittstellen die Nuance der Wiedergabetreue einzelner Neuronen vernachlässigen.Dies wird sich jedoch für Festungen ändern.
Teilnehmer einer klinischen Studie mit BrainGate, die an Tetraplegie leiden - einer Erkrankung, bei der Menschen nicht in der Lage sind, den unteren und oberen Teil ihres Körpers zu bewegen - haben erfolgreich die Verwendung einer intrakortikalen drahtlosen Gehirn-Computer-Schnittstelle über einen externen drahtlosen Sender demonstriertKürzlich durchgeführte Studie in der Zeitschrift veröffentlicht IEEE-Transaktionen zur biomedizinischen Technik .
Und entscheidend: Das System übertrug die Gehirnaktivität auf ein einzelnes Neuron.
Drahtlose gehirngesteuerte Computerschnittstelle, die fast mit kabelgebundenen übereinstimmt
Brain-Computer Interfaces BCIs sind eine neue und aufkommende unterstützende Technologie, die Menschen mit Lähmungen auf Computerbildschirmen helfen oder Roboterprothesen allein mit ihren Gedanken steuern kann - und die neurologische Absicht der Körperbewegung in digitale oder Roboteraktionen umwandelt. Die neueSystem kann Gehirnsignale übertragen bis auf die Auflösung einzelner Neuronen in voller Breitbandtreue, ohne dass physische Kabel erforderlich sind.
Gewöhnliche Kabelverbindungen wurden durch einen kleinen Sender mit einer maximalen Länge von etwa 5,08 cm und einem Gewicht von etwas mehr als 42 g ersetzt. Das Gerät wird an der Oberseite des Kopfes eines Trägers befestigt und an einen angeschlossenElektrodenarray, das im motorischen Kortex des Gehirns über denselben Anschluss untergebracht ist, der in früheren, drahtintensiven Systemen verwendet wurde.
An der Studie nahmen zwei Teilnehmer an klinischen Studien teil, die an Lähmungen litten. Sie verwendeten das mit einem drahtlosen Sender ausgestattete BrainGate-System, um erfolgreich auf einen normalen Tablet-Computer zu zeigen, zu klicken und zu tippen. Die Forscher bewiesen, dass dieses drahtlose System Signale an nahezu dasselbe übertrugWiedergabetreue als kabelgebundene Systeme, ohne Einbußen bei der Schreibgeschwindigkeit oder der Genauigkeit durch Klicken und Klicken.
Neu getestetes drahtloses BCI-System ebnet den Weg für neue neurowissenschaftliche Forschung
"Wir haben gezeigt, dass dieses drahtlose System funktional den drahtgebundenen Systemen entspricht, die seit Jahren der Goldstandard für die BCI-Leistung sind", sagte der Assistenzprofessor für Ingenieurwesen John Simeral von der Brown University BU, der ebenfalls Mitglied istdes BrainGate-Forschungskonsortiums und war der Hauptautor der neuen Studie, in ein BU-Blogbeitrag . "Diese Signale werden mit entsprechend ähnlicher Wiedergabetreue aufgezeichnet und übertragen, was bedeutet, dass wir dieselben Decodierungsalgorithmen verwenden können, die wir für kabelgebundene Geräte verwendet haben."
"Der einzige Unterschied besteht darin, dass Menschen nicht mehr physisch an unsere Geräte gebunden sein müssen, was neue Möglichkeiten hinsichtlich der Verwendung des Systems eröffnet", fügte Simeral hinzu.
Dies ist zwar ein früher Schritt, stellt jedoch einen entscheidenden Schritt in Richtung eines wichtigen Maßstabs in der BCI-Forschung dar, sagen die Wissenschaftler: Ein vollständig implantatfähiges intrakortikales System, das denjenigen, die ihre natürliche Fähigkeit zur körperlichen Bewegung verloren haben, eine restaurative Unabhängigkeit ermöglicht. Drahtlose Geräte mit geringerer Bandbreite gibt es schon eine Weile, aber dieses neue Gerät ist das erste, das mit dem gesamten Signalspektrum sendet, das wir normalerweise bei einer intrakortikalen Sensoraufzeichnung sehen. Mit solchen drahtlose High-Breitband-Signale Neue Türen in die klinische Forschung und die Grundlagen der Neurowissenschaften öffnen sich, da kabelgebundene BCIs das wissenschaftliche und therapeutische Potenzial erheblich einschränken.