Beyin İmplantı, Felçli Hastaların Yazabilmesi İçin Parmak Hareketlerini Çözümlüyor

Parmak hareketlerini tespit etmek için kullanılan bir beyin implantı, amiyotrofik lateral skleroz (ALS)Amiyotrofik Lateral Skleroz (ALS)Motor nöronların ilerleyici dejenerasyonu ile karakterize nörodejeneratif bir hastalıktır. gibi rahatsızlıklar nedeniyle felç olan kişilerin bilgisayarda yazı yazmasını sağlayabilir. Çalışma bunu gösterdi.

Bulgular, elektrotların beyin aktivitesini tespit etmek için beyne yerleştirildiği implante edilebilir beyin-bilgisayar arayüzleri (iBCI'ler) alanındaki hızla büyüyen araştırmalara dayanmaktadır. Bu aktivite daha sonra bir bilgisayar tarafından yorumlanır ve felçli kişilerin dış dünyayla daha iyi iletişim kurmasını ve etkileşimde bulunmasını sağlar.

Araştırmacılar, Nature Neuroscience'da yayınlanan "Felç Sonrası Bir Nöroprotez ile Hızlı Doğal İki Elle Yazmayı Geri Kazandırmak" adlı çalışmada, "Bu yazma nöroprotezinin, felçli insanlar için hızlı, son derece doğru ve sezgisel bir iletişim aracı sağlama potansiyeli var" diye yazdı. Çalışma, diğerlerinin yanı sıra Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) ve ABD Gazi İşleri Bakanlığı tarafından finanse edildi.

ALSALSAmyotrofik Lateral Skleroz, motor nöronların ilerleyici dejenerasyonu ile karakterize nörodejeneratif bir hastalıktır., hareketi kontrol eden özel sinir hücrelerinin işlev bozukluğu ve ölümü ile karakterizedir ve bu da giderek kötüleşen kas güçsüzlüğüne yol açar. Hastalık ilerledikçe, ALSALSAmyotrofik Lateral Skleroz, motor nöronların ilerleyici dejenerasyonu ile karakterize nörodejeneratif bir hastalıktır.'li kişiler hareket etme ve konuşma yeteneğini kaybeder ve bu da iletişimi son derece zorlaştırır.

Mass General Brigham Nörobilim Enstitüsü'nde nörolog ve çalışmanın ortak yazarı olan MD, PhD Daniel Rubin, bir enstitü basın açıklamasında şunları söyledi: "Felçli birçok kişi için, hem ellerin hem de konuşma kaslarının kullanımını kaybettiklerinde, iletişim zor veya imkansız hale gelebilir. Genellikle, şiddetli konuşma ve motor bozukluğu olan kişiler, göz hareketi izleme sistemi kullanarak kelimeleri tek tek harf harf heceleyerek gözle takip teknolojisine güvenmek zorunda kalırlar. Bu sistemler birçok kullanıcı için çok uzun sürüyor. Hastalar genellikle bunu ve diğer türdeki Destekleyici ve Alternatif İletişim sistemlerini kullanmakta zorlanıyorlar. BCI'ler, şu anda sunulanlara önemli bir yeni alternatif olma yolunda ilerliyor."

Hastalar için 'Sinir Bozucu' iletişim sistemlerine bir alternatif
Önceki çalışmalar, bir kişinin konuşma girişimini veya el yazısı girişimini tespit etmek için iBCI'leri kullanmış, ağız veya kol hareketlerinin beyin aktivitesini kelimelere dönüştürmüştür. Burada, bilim insanları, insanlar standart bir klavyede yazı yazmaya çalıştıklarında parmak hareketlerini tespit etmek için bir iBCI kurulumu kullandı.

örolojik düzeyde, bu yazma yaklaşımı bazı avantajlar sunabilir: Her parmağın hareketini kontrol eden beyin aktivitesi nispeten iyi karakterize edilmiştir ve standart klavyeler aynı düzeni kullandığından, bu yaklaşım bireyselleştirilmiş el yazısını çözmeye çalışmak kadar değişkenliğe sahip değildir.

Ve birçok insanın çevrimiçi iletişim kurduğu bir çağda, yazı yazmak bazılarına konuşmaktan veya uzun uzadıya yazmaktan daha doğal gelebilir.

Araştırmacılar, yaklaşımlarını felçli iki kişide test ettiler; biri ALSALSAmyotrofik Lateral Skleroz, motor nöronların ilerleyici dejenerasyonu ile karakterize nörodejeneratif bir hastalıktır.'den, diğeri ise omurilik yaralanmasından kaynaklanıyordu. Her iki hasta da, beş ABD lokasyonunda ALSALSAmyotrofik Lateral Skleroz, motor nöronların ilerleyici dejenerasyonu ile karakterize nörodejeneratif bir hastalıktır. ve diğer felç edici durumları olan kişileri işe alan devam eden BrainGate2 (NCT00912041) adlı klinik çalışmaKlinik ÇalışmaYeni tıbbi yaklaşımların insanlarda güvenliğini ve etkinliğini değerlendirmek için yapılan araştırma çalışmasıdır.nın bir parçası olarak iBCI'leri aldı.

Deneme, iBCI teknolojisini geliştirmeye adanmış, önde gelen çeşitli kurumlardan bilim insanları, mühendisler ve doktorlardan oluşan bir grup olan Braingate konsorsiyumu tarafından yürütülmektedir.

Çalışmanın ortak yazarı, Mass General Brigham Nörobilim Enstitüsü Nöroteknoloji ve Nöroiyileşme Merkezi direktörü ve klinik çalışmaKlinik ÇalışmaYeni tıbbi yaklaşımların insanlarda güvenliğini ve etkinliğini değerlendirmek için yapılan araştırma çalışmasıdır.nın lideri olan MD, PhD Leigh Hochberg, "2004'ten beri BrainGate ekibimiz, felçli insanlar için iletişimi ve bağımsızlığı geri kazandırmak için implante edilebilir beyin bilgisayar arayüzlerinin fizibilitesini ve etkinliğini geliştiriyor ve test ediyor" dedi.

Hochberg, çabanın "akademik ve üniversite tabanlı araştırmacıların birlikte çalışmasının, neyin mümkün olduğunu düşünmesinin ve ardından onarıcı nöroteknolojinin sınırlarını ilerletmesinin gücünü gösterdiğini" söyledi. "Ve bunu yaparak, endüstrinin hastalarımız için implante edilebilir tıbbi cihazların nihai formunu yaratmasını çok daha kolay hale getiriyoruz."

Çalışma katılımcılarının hareketleri kontrol eden bir beyin bölgesi olan motor korteksine sensörler yerleştirildi ve her harfin parmaklara ve parmak pozisyonlarına eşlendiği bir QWERTY klavye gösterildi.

Cihazları 30 kadar az cümleyle kalibre ettikten sonra, yazma tabanlı iBCI'leri alan her iki kişi de kurulumla hızlı ve doğru bir şekilde iletişim kurabildi ve evde kullanabildi.

Bir katılımcı, %1,6 kelime hata oranıyla dakikada maksimum 22 kelime yazma hızına ulaştı. Bu, sağlıklı insanların yazma doğruluğuyla aynı seviyede ve el yazısı girişimine dayalı bazı önceki iBCI sistemleri için bildirilen oranlardan daha hızlı.

Araştırmacılar, bu bulguları genişletmeyi ve yazma tabanlı yaklaşımı daha geniş iletişim sistemlerine entegre etmeyi, yazılan metnin metinden konuşmaya araçları kullanılarak yüksek sesle konuşulmasına veya e-posta ve mesajlaşma gibi dijital etkileşimler için doğrudan kullanılmasına izin vermeyi umuyor.

Ekip ayrıca, kullanıcıların sayı veya özel karakterler gibi farklı tuş takımları arasında geçiş yapmasını sağlamak için sistemi iyileştirme planlarını da belirtti, potansiyel olarak bilek hareketleri yoluyla.

Mass General Brigham'da doktora sonrası araştırmacısı ve çalışmanın ortak yazarı olan PhD Justin Jude, "Bu parmak hareketlerini çözmek, üst ekstremite felci olan kişiler için karmaşık erişim ve kavrama hareketlerini geri kazanmaya yönelik büyük bir adım" dedi. "Ve bu iletişim aracını daha iyi hale getirmek için de yer var; örneğin, yazmayı daha da hızlandırmak için bir stenografi veya başka şekilde kişiselleştirilmiş bir klavye uygulamak gibi. BCI'miz, modern sinirbilim ve yapay zeka teknolojisinin, felçli insanlar için iletişimi ve bağımsızlığı geri kazandırabilen bir şey yaratmak için nasıl bir araya gelebileceğinin harika bir örneğidir."