Neuro-interface fügt eine taktile dimension in Bildschirm-Bilder
Forscher von der Duke University und der HSE-Universität ist es gelungen künstliche taktile Wahrnehmung bei Affen durch direkte Hirnstimulation. Dieser Durchbruch kann verwendet werden, um Obere Extremitäten neuroprothesen, fähig zum liefern einer taktilen Empfindung. Die Ergebnisse der Studie wurden kürzlich veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences.
Die meisten der heutigen Prothetik Austausch von Informationen mit den noch vorhandenen Nerven im amputierten Glied, die, anstatt direkt mit dem Gehirn. Neuroprothesen verbinden, um das Gehirn direkt und kann helfen, restore-Funktion des Körpers, selbst wenn es einen kompletten Ausfall des peripheren Nervensystems ist vollständig zerstört, wie von einer Querschnittslähmung oder Lähmung. Darüber hinaus, wenn eine Prothese Benutzer erhält eine taktile Rückmeldung, Sie können die Kontrolle Ihrer Bewegungen, die nicht nur optisch. Dies erhöht die Präzision der Bewegung und Steuern, natürlicher und einfacher für den Menschen, da im täglichen Leben, die wir normalerweise nicht überwachen unsere Bewegung der hand optisch.
Elektrische stimulation von Bereichen des somatosensorischen cortex kann erzeugen Wahrnehmungen, die nachahmen können somatische Empfindung im Körper Teile verbunden, um diese Teile des cortex. Mittlerweile, die taktile Wahrnehmung umfasst eine Breite Palette von unterschiedlichen Empfindungen, wie die Fähigkeit zu unterscheiden, ein Thema, Temperatur, Gewicht, Druck oder textur. Zu imitieren, die taktile Wahrnehmung komplett, jede dieser Empfindungen untersucht werden müssen.
Forscher von der Duke University und der HSE-Universität entschieden, um herauszufinden, ob es möglich ist, zu imitieren, das Gefühl, eine Oberfläche, während die aktiv taktile exploration, die Anwendung des somatosensorischen cortex stimulation.
Zwei rhesus-Affen mit implantierten Elektroden in teilen des somatosensorischen Kortex. Laut Michail Lebedew, wissenschaftlicher Betreuer des HSE-Zentrum für Bioelektrische Schnittstellen, einer der Affen hatte die Elektrode implantiert, um Anreize für den Bereich verantwortlich für die taktile Wahrnehmung in den finger; und die andere in seine Zehen.
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Die Tiere saßen vor zeigt und angesichts joysticks, die Sie verwendet, um die Steuerung eines Cursors, der aussah, wie eine realistische Obere Extremitäten avatar. Das display zeigte zwei graue Rechtecke mit einem „taktilen“ textur—vertikale Grate, die unsichtbar waren, aber könnte die ‚gefühlte‘ mit dem cursor. Wenn Sie den cursor über ein Grat, der monkey ‚ s somatosensorischen cortex, stimuliert wurde mit Elektroden.
Auf den ersten, die Affen benutzt den joystick, um den cursor zu bewegen, und auf der nächsten Stufe, der cursor-joystick-Verbindung deaktiviert wurde, und die Probanden wurden mit dem virtuellen finger über ein ‚Gehirn-computer-Gehirn“ – Schnittstelle: die Signale Steuern den cursor wurden transkribiert aus Ihrem Gehirn direkt. Die Affen wurden belohnt, jedes mal, wenn Sie wählten die ‚robusten‘ Rechteck.
Die Forscher waren besonders daran interessiert, ob die Affen halten Ihre Fähigkeit zu vergleichen, die Texturen von Oberflächen, bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten der exploration: dies würde bedeuten, dass Ihre Bewegung zu kontrollieren ist „synchronisiert“ mit dem feedback aus dem cursor.
Sowohl die Affen, auch nach der ersten experimentellen Sitzung, die Aufgabe besser als einfach zu erraten, die richtige Rechteck. Die Geschwindigkeit der exploration (d.h., die Geschwindigkeit Ihrer virtuellen hand in Bewegung über quasi-texturierte Objekte) hatte keinen Einfluss auf Ihre Gesamt-Leistung. Dies bedeutet, dass Sie waren wirklich in der Lage, spüren Sie die textur der verschiedenen Rechtecke.