นาธาน โคปแลนด์ ชายวัย 28 ปีซึ่งไม่สามารถรู้สึกหรือขยับแขนและขาส่วนล่างได้ภายหลังจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ ได้สัมผัสสัมผัสผ่านแขนหุ่นยนต์ที่เขาควบคุมด้วยสมองกลับคืนมา

การผ่าตัดของโคปแลนด์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการฝังไมโครอิเล็กโทรดขนาดเล็กสี่แถวซึ่งแต่ละอันมีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของปุ่มเสื้อเชิ้ตในสมองของเขา ถือเป็นขั้นตอนแรกทางการแพทย์

รากฟันเทียมเชื่อมต่อกับ Brain Computer Interface (BCI) ซึ่งพัฒนาโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Pittsburgh ทีมงานอธิบายผลลัพธ์ใน วิทยาศาสตร์การแพทย์ translational.

"ผลที่สำคัญที่สุดในการศึกษานี้คือการกระตุ้นด้วยจุลภาคของคอร์เทกซ์รับความรู้สึกสามารถกระตุ้นความรู้สึกตามธรรมชาติแทนการรู้สึกเสียวซ่า" ผู้ร่วมวิจัย Andrew B. Schwartz ศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาและประธานในระบบประสาทวิทยากล่าว “การกระตุ้นนี้ปลอดภัย และความรู้สึกที่ปรากฏจะคงที่ตลอดหลายเดือน

{youtube}L1bO-29FhMU{/youtube}

"ยังมีงานวิจัยอีกมากที่จำเป็นต้องดำเนินการเพื่อให้เข้าใจถึงรูปแบบการกระตุ้นที่จำเป็นเพื่อช่วยให้ผู้ป่วยเคลื่อนไหวได้ดีขึ้น"

นี่ไม่ใช่ความพยายามครั้งแรกของทีมที่ BCI เมื่อ XNUMX ปีที่แล้ว ผู้เขียนร่วมด้านการศึกษา Jennifer Collinger ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเวชศาสตร์กายภาพและการฟื้นฟูสมรรถภาพ และนักวิทยาศาสตร์ด้านการวิจัยสำหรับ VA Pittsburgh Healthcare System และทีมงานได้สาธิต BCI ที่ช่วย Jan Scheuermann ซึ่งมีอาการอัมพาตสี่ขาที่เกิดจากโรคความเสื่อม วิดีโอของ Scheuermann ป้อนช็อกโกแลตให้ตัวเอง การใช้แขนหุ่นยนต์ที่ควบคุมโดยจิตใจนั้นพบเห็นได้ทั่วโลก ก่อนหน้านั้น ทิม เฮมส์ อัมพาตจากอุบัติเหตุมอเตอร์ไซค์ เอื้อมมือไปจับมือกับแฟนสาวของเขา.

แต่วิธีที่แขนของเราเคลื่อนไหวตามธรรมชาติและโต้ตอบกับสิ่งแวดล้อมรอบตัวเรานั้นเกิดจากการคิดและขยับกล้ามเนื้อที่ถูกต้องมากกว่า เราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างชิ้นเค้กกับกระป๋องโซดาได้โดยการสัมผัส โดยหยิบเค้กขึ้นมาอย่างนุ่มนวลกว่ากระป๋อง ข้อเสนอแนะอย่างต่อเนื่องที่เราได้รับจากการสัมผัสมีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นการบอกสมองว่าจะเคลื่อนไหวที่ไหนและเท่าไหร่

สำหรับหัวหน้าการศึกษา Robert Gaunt ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเวชศาสตร์กายภาพและการฟื้นฟูสมรรถภาพ นั่นเป็นขั้นตอนต่อไปสำหรับ BCI

ขณะที่ Gaunt และเพื่อนร่วมงานกำลังมองหาตัวเลือกที่เหมาะสม พวกเขาได้พัฒนาและปรับปรุงระบบของตนเพื่อให้ข้อมูลเข้าจากแขนหุ่นยนต์ถูกส่งผ่านอาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรดที่ฝังอยู่ในสมองซึ่งมีเซลล์ประสาทที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของมือและการสัมผัส อาร์เรย์ไมโครอิเล็กโทรดและระบบควบคุมซึ่งพัฒนาโดย Blackrock Microsystems พร้อมด้วยแขนหุ่นยนต์ซึ่งสร้างโดย Applied Physics Lab ของ Johns Hopkins University ได้สร้างชิ้นส่วนปริศนาทั้งหมดขึ้น

เรื่องราวของโคปแลนด์

ในช่วงฤดูหนาวปี 2004 โคปแลนด์ซึ่งอายุ 18 ปีในขณะนั้นกำลังขับรถตอนกลางคืนท่ามกลางสภาพอากาศที่มีฝนตกเมื่อเขาประสบอุบัติเหตุทางรถยนต์ซึ่งทำให้คอหักและทำให้เส้นประสาทไขสันหลังได้รับบาดเจ็บ ทำให้เขามีอาการอัมพาตจากหน้าอกส่วนบนลงมา

หลังจากเกิดอุบัติเหตุ เขาได้ลงทะเบียนในทะเบียนผู้ป่วยที่เต็มใจเข้าร่วมการทดลองทางคลินิก เกือบทศวรรษต่อมา ทีมวิจัยได้สอบถามว่าเขาสนใจที่จะเข้าร่วมในการศึกษาทดลองหรือไม่

หลังจากที่เขาผ่านการทดสอบคัดกรอง โคปแลนด์ก็ถูกนำตัวเข้าไปในห้องผ่าตัดเมื่อฤดูใบไม้ผลิที่แล้ว เทคนิคการถ่ายภาพถูกนำมาใช้เพื่อระบุบริเวณที่แน่นอนในสมองของ Copeland ซึ่งสอดคล้องกับความรู้สึกในแต่ละนิ้วและฝ่ามือของเขา

“ฉันรู้สึกได้ทุกนิ้ว มันเป็นความรู้สึกที่แปลกมาก” โคปแลนด์กล่าวหลังการผ่าตัดประมาณหนึ่งเดือน “บางครั้งรู้สึกว่ามีไฟฟ้าและบางครั้งก็มีแรงกด แต่โดยส่วนใหญ่ ฉันสามารถบอกนิ้วมือส่วนใหญ่ได้อย่างแม่นยำ รู้สึกเหมือนนิ้วของฉันถูกสัมผัสหรือถูกผลัก”

ในเวลานี้ Copeland รู้สึกกดดันและแยกแยะความรุนแรงของมันได้ในระดับหนึ่ง แม้ว่าเขาจะไม่สามารถระบุได้ว่าสารนั้นร้อนหรือเย็นก็ตาม Elizabeth Tyler-Kabara ผู้ร่วมวิจัยและศัลยแพทย์ด้านการศึกษาอธิบาย

Gaunt กล่าวว่าทุกอย่างเกี่ยวกับงานนี้มีขึ้นเพื่อใช้ความสามารถตามธรรมชาติที่มีอยู่ของสมองในการคืนสิ่งที่สูญเสียไปให้กับผู้คนแต่ไม่ลืมเลือน

“เป้าหมายสูงสุดคือการสร้างระบบที่เคลื่อนไหวและให้ความรู้สึกเหมือนแขนธรรมชาติ” Gaunt กล่าว “เรามีทางยาวที่จะไปถึงที่นั่น แต่นี่เป็นจุดเริ่มต้นที่ดี”

โครงการ Revolutionizing Prosthetics ของ Defense Advanced Research Projects Agency ได้ให้ทุนสนับสนุนเกือบทั้งหมด

ที่มา: มหาวิทยาลัยพิตส์เบิร์ก

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

at ตลาดภายในและอเมซอน