BrainGate - BrainGate

BrainGate este un sistem de implant cerebral construit și deținut anterior de Cyberkinetics , în prezent în curs de dezvoltare și în studii clinice, conceput pentru a-i ajuta pe cei care și-au pierdut controlul membrelor sau a altor funcții corporale, cum ar fi pacienții cu scleroză laterală amiotrofică (SLA) sau coloana vertebrală leziuni ale cordonului . Tehnologia Braingate și activele conexe Cyberkinetic sunt acum deținute de Braingate, Co., care este deținută în mod privat. Senzorul, care este implantat în creier , monitorizează activitatea creierului la pacient și convertește intenția utilizatorului în comenzi ale computerului.

Tehnologie

Unitate fictivă care ilustrează proiectarea unei interfețe BrainGate

În forma sa actuală, BrainGate constă dintr-un senzor implantat în creier și un dispozitiv de decodare extern, care se conectează la un fel de obiect protetic sau alt obiect extern. Senzorul este sub forma unei matrice de microelectrozi , cunoscută anterior sub numele de Utah Array, care constă din 100 de electrozi subțiri de păr, care simt semnătura electromagnetică a neuronilor care trag în zone specifice ale creierului, de exemplu, zona care controlează mișcarea brațelor . Senzorul traduce acea activitate în semnale încărcate electric, care sunt apoi trimise către un dispozitiv extern și decodate în software. Decodorul se conectează la și poate utiliza semnalele creierului pentru a controla un dispozitiv extern, cum ar fi un braț robot, un cursor de computer sau chiar un scaun cu rotile. În esență, BrainGate permite unei persoane să manipuleze obiecte din lume folosind doar mintea.

În plus față de analiza în timp real a modelelor de neuroni pentru a relua mișcarea, matricea BrainGate este, de asemenea, capabilă să înregistreze date electrice pentru o analiză ulterioară. O utilizare potențială a acestei caracteristici ar fi ca un neurolog să studieze tiparele de convulsii la un pacient cu epilepsie .

BrainGate a fost inițial dezvoltat de cercetători din cadrul Departamentului de Neuroștiințe de la Universitatea Brown, împreună cu compania de bio-tehnologie Cyberkinetics, Inc. Cyberkinetics a transformat ulterior fabricarea dispozitivului către Blackrock Microsystems, care acum fabrică senzorii și hardware-ul pentru achiziționarea datelor. Compania BrainGate a achiziționat proprietatea intelectuală și tehnologia conexă de la Cyberkinetics și continuă să dețină proprietatea intelectuală legată de BrainGate.

Cercetare și rezultate experimentale

Primele experimente raportate care implică implantarea matricei de microelectrozi la un subiect uman au fost efectuate în 2002 de Kevin Warwick , Mark Gasson și Peter Kyberd . Procedura, care a fost efectuată la infirmeria Radcliffe , a implicat implantarea matricei în nervii periferici ai subiectului pentru a realiza cu succes funcționalitatea motorie și senzorială, adică semnalizarea bidirecțională.

Studiul clinic complet ulterior al BrainGate a fost condus de cercetători de la Spitalul General din Massachusetts, Universitatea Brown și Departamentul Afacerilor Veteranilor și sa desfășurat în perioada 2004-2006, implicând studiul a patru pacienți cu tetraplegie . Rezultatele, publicate într-un articol din 2006 în revista Nature , au arătat că un om cu tetraplegie era capabil să controleze un cursor pe ecranul computerului doar prin gândire, permițându-i să deschidă e-mailuri și să opereze dispozitive precum un televizor. Un participant, Matt Nagle , a avut o leziune a măduvei spinării, în timp ce altul a prezentat SLA avansată .

În iulie 2009, un al doilea studiu clinic (supranumit „BrainGate2”) a fost inițiat de cercetătorii de la Massachusetts General Hospital, Brown University și Providence VA. În noiembrie 2011, cercetătorii de la Universitatea Stanford Neural Prothhetics Translational Laboratory s-au alăturat procesului ca al doilea site. Acest proces este în curs .


În mai 2012, cercetătorii BrainGate au publicat un studiu în Nature care demonstrează că doi oameni paralizați de accident vascular cerebral de trunchi cerebral cu câțiva ani mai devreme au putut controla brațele robotizate pentru a ajunge și a apuca. Un participant, Cathy Hutchinson, a reușit să folosească brațul pentru a bea cafea dintr-o sticlă, prima dată când a putut bea fără ajutor în 15 ani. Acest lucru a avut loc la The Boston Home din Dorchester, Massachusetts, o reședință specializată în care locuia doamna Hutchinson. Studiul a inclus cercetători de la Universitatea Brown, Departamentul Afacerilor Veteranilor, Spitalul General din Massachusetts, Școala de Medicină Harvard și Centrul German Aerospațial.

Studii clinice actuale

Studiile clinice au început în 2009 sub denumirea „BrainGate2 Neural Interface System”. Din octombrie 2014, Universitatea Stanford, Spitalul General din Massachusetts, Universitatea Case Western Reserve (Ohio) și Centrul Medical Providence VA recrutau activ participanți pentru studiul clinic în curs BrainGate2.

În aprilie 2021, BrainGate a devenit prima tehnologie care transmite comenzi wireless de la un creier uman către un computer. Studiul clinic a utilizat doi participanți cu leziuni ale măduvei spinării. Studiul a folosit un emițător conectat la cortexul motor al creierului subiectului pentru a transmite semnalele. S-a raportat că acuratețea și viteza de tastare și mișcare sunt identice cu cele ale soluțiilor prin cablu.

Vezi si

Referințe

linkuri externe