211service.com
I Rehab Clinics, en möjlig ny roll för hjärn-datorgränssnitt
Åtta paraplegiker som använde sina tankar för att operera ett robotiskt exoskelett återfick delvis känsla och kontroll över sina ben, enligt en studie som pekar på en möjlig ny typ av rehabiliteringsterapi.
Studien, publicerad idag i Vetenskapliga rapporter , är en uppföljning av ett mycket uppmärksammat spektakel under fotbolls-VM 2014 i Brasilien där en förlamad patient visades på tv med hjälp av ett hjärnstyrt robotexoskelett för att sparka en fotboll.
Walk Again Project, som det kallas, leds av Miguel Nicolelis, en brasilianskfödd neuroforskare och mångårig professor vid Duke University, vars provocerande arbete med hjärn-datorgränssnitt har väckt fanfar och skepsis.
En patient rör sig med hjälp av det hjärnstyrda robotexoskelettet.
De åtta patienterna, som alla hade fullständig ryggmärgsskada, vilket betyder att de var förlamade och inte hade någon känsla under lesionen, tränade två gånger i veckan under ett år med hjälp av ett hjärn-datorgränssnitt för att kontrollera antingen en avatar sedd genom virtual reality-glasögon eller en robotsele.
Det finns en växande mängd bevis för att sådan biofeedback – som att observera en avatar du kontrollerar – kan hjälpa människor att återhämta sig från skador, inklusive stroke. Tillvägagångssättet som de siktar på är att förbättra de neurologiska signalerna för att inducera plasticitet, läkning av hjärnan, säger Bolu Ajiboye, en hjärna-datorgränssnittsforskare från Case Western University.
Under studien bar patienter mössor som registrerade deras hjärnvågor, eller EEG-signaler, som de använde för att rikta rörelser av en mänsklig figur som visas på ett Oculus Rift-headset. Patienterna utexaminerades sedan till att operera ett robotiskt exoskelett som rörde deras ben och hjälpte dem att stå upp eller gå på ett löpband.
Nicolelis säger att efter träningen kunde patienterna frivilligt röra sina ben, dock något, för första gången på flera år. De återfick också en viss känsla av känsla i de nedre extremiteterna. I slutet av studien uppgraderades hälften av patienterna från en klinisk diagnos av fullständig ryggmärgsskada till ofullständiga paraplegiker. I en telefonsamtal med journalister kallade Nicolelis resultaten för den första studien med ett långsiktigt hjärn-maskin-gränssnitt som rapporterar om någon form av partiell återhämtning.
En patient lär sig att styra en avatar i virtuell verklighet via hjärnvågor.
Exakt varför sådana tekniker kan hjälpa är inte känt. En teori är att när människor gör upprepade ansträngningar för att medvetet ändra sin EEG-signal, kan det hjälpa till att återupprätta kopplingar till kvarvarande nervfibrer under skadeområdet. Vi kan ha återupptänt de återstående nerverna för att kunna skicka meddelanden från hjärnan på patienterna till periferin, säger Nicolelis.
Jose Contreras-Vidal, en ingenjör vid University of Houston som också forskar på användningen av hjärn-maskin-gränssnitt för att driva exoskelett, sa att det är oklart från Nicolelis studie vilken av sex olika träningstekniker som används som kan ha orsakat förbättringen. Det betyder att tekniken inte kan tillämpas omedelbart av rehabcenter förrän den är bättre förstådd.
Det är verkligen svårt att relatera de specifika komponenterna till fördelarna, sa Contreras-Vidal. Nu måste vi sätta oss ner och reta dessa effekter isär.