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Mai führen zu ein System, um zu helfen, Leute zu rehabilitieren, die Rückenmarkverletzungen erlitten haben

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Ein internationales Team von Wissenschaftlern hat eine drahtlose „Gehirn-spinale Schnittstelle“ benutzt, um Rückenmarkverletzungen in einem Paar Rhesusfaktormakaken zu überbrücken und fast normale absichtliche gehende Bewegung zu einem vorübergehend gelähmten Bein wieder hergestellt.

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Das Finden könnte im Entwickeln eines ähnlichen Systems helfen, um Menschen zu rehabilitieren, die Rückenmarkverletzungen gehabt haben.

Das System benutzt die Signale, die von einer Pille-groß Elektrodenreihe notiert werden, die in der Bewegungsrinde des Gehirns eingepflanzt wird, um koordinierte elektrische Anregung von Nerven im Dorn auszulösen, die für Bewegung verantwortlich sind.

Ein drahtloses neurosensor, entwickelt im neuroengineering Labor von Brown University-Professor Arto Nurmikko, schickt die Signale, die drahtlos durch den Gehirnchip zu einem Computer erfasst werden, der sie decodiert und sie drahtlos zurück zu einem elektrischen spinalen Anreger sendet, der im lumbalen Dorn eingepflanzt wird, unterhalb des Bereichs der Verletzung.

Diese elektrische Anregung, geliefert in die Muster, die durch das decodierte Gehirn koordiniert werden, schickt Signale zu den spinalen Nerven, die Bewegung steuern.

Die Fähigkeit, Gehirnsignale zu übertragen war drahtlos zu dieser Arbeit mit Affen, die Forscheranmerkung kritisch. Verdrahtet, Systemgrenzbewegungsfreiheit, das Gehirn-abfragend der Reihe nach begrenzt, sind die Informationsforscher, über Bewegung zu erfassen.

Trotz der gegenwärtigen Beschränkungen Hintergrund die Forschung das Darstellung für zukünftige Studien in den Primas und zu einem bestimmten Zeitpunkt möglicherweise, wie eine Hilfe für den Wiederaufbau in den Menschen, die Forscher vorschlagen.

Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Natur, wurde durch Wissenschaftler und neuroengineers in einer Zusammenarbeit durchgeführt, die von Ecole Polytechnique Federale Lausanne (EPFL) geführt wurde in der Schweiz, zusammen mit Brown University, Medtronic und Fraunhofer ICT-IMM in Deutschland.

Die Forschung wurde durch Rahmenprogramm der Europäischen Gemeinschaft 7., internationale Grundlage für Forschung in der Paraplegie finanziert, die Grant vom Europäischen Forschungsrat, die Wyss-Mitte in Genf Marie Curie Fellowship beginnt, Marie Curie KOFUNDIEREN EPFL-Stipendien, Stipendium Medtronic Morton Cure Paralysis Fund, NanoTera.ch-Programm (SpineRepair), Gewerkschaftsbund der Kompetenz in der Forschung in Robotik Sinergia-Programm, die Chinesisch-Schweizer-Wissenschaft und Technik-Zusammenarbeit und die Schweizer National Science Foundation.

Zusammenfassung einer Gehirndornschnittstelle, die Gangartdefizit nach Rückenmarkverletzung in den Primas vermindert

Rückenmarkverletzung stört die Kommunikation zwischen dem Gehirn und den spinalen Stromkreisen, die Bewegung instrumentieren. Um die Verletzung zu überbrücken, haben Gehirncomputerschnittstellen direkt kortikale Tätigkeit mit elektrischer Anregung von Muskeln verbunden und haben folglich das Fassen von Fähigkeiten nach Handparalyse wiederhergestellt. Theoretisch konnte diese Strategie Steuerung über Beinmuskeltätigkeit für das Gehen auch wieder herstellen. Jedoch kopiert die Wiederholung der komplexen Reihenfolge der einzelnen Muskelaktivierung das Zugrunde liegen natürlich und anpassungsfähige lokomotorische Bewegungen stellt beeindruckende Begriffs- und technologische Herausforderungen dar. Vor kurzem wurde es in den Ratten gezeigt, dass epidurale elektrische Anregung des lumbalen Rückenmarks die natürliche Aktivierung von synergistischen Muskelgruppen reproduzieren kann, Bewegung produzierend. Hier schließen wir Beinbewegungsrindentätigkeit an epidurale elektrische Anregungsprotokolle an, um eine Gehirndornschnittstelle herzustellen, die Gangartdefizit nach einer Rückenmarkverletzung in den nicht menschlichen Primas verminderte. Rhesusaffen (Macaca mulatta) wurden mit einer intracortical Mikroelektrodenreihe im Beinbereich der Bewegungsrinde und mit einem Rückenmarkanregungssystem eingepflanzt, das aus einem räumlich selektiven epiduralen Implantat und einem Impulsgenerator mit auslösenden Realzeitfähigkeiten bestand. Wir entwarfen und führten drahtlose Kontrollsysteme ein, die die neurale on-line-Decodierung von Erweiterungs- und Biegungsbewegungszuständen mit den Anregungsprotokollen verbanden, die diese Bewegungen fördern. Diese Systeme ließen die Affen sich frei benehmen, ohne irgendwelche Beschränkungen oder begrenzte Elektronik zu begrenzen. Nach Bestätigung der Gehirndornschnittstelle in den intakten (unbeschädigten) Affen, führten wir eine einseitige corticospinal Flächenverletzung auf dem Brust- Niveau durch. Schon in sechs Tagesnachverletzung und ohne früheres Training der Affen, stellte die Gehirndornschnittstelle Belastungsbewegung des gelähmten Beines auf einer Tretmühle und einem overground wieder her. Die verpflanzbaren Komponenten, die in der Gehirndornschnittstelle integriert werden, sind alle für Untersuchungsanwendungen in der ähnlichen menschlichen Forschung genehmigt worden und eine praktische Übersetzungsbahn für Machbarkeitsnachweisstudien in den Leuten mit Rückenmarkverletzung vorgeschlagen.