بیشتر افراد با استعداد توانایی انجام کارهای ساده روزانه را مسلم می دانند – هنگامی که به یک لیوان گرم قهوه دست می یابند ، می توانند وزن و درجه حرارت آن را احساس کنند و چنگال خود را متناسب با آن تنظیم کنند تا هیچ مایعی نریزد. افرادی که کنترل کامل حسی و حرکتی بازوها و دستانشان را دارند می توانند احساس کنند که بلافاصله با شی ای تماس گرفته یا آن را گرفته اند و به آنها اجازه می دهد با اطمینان حرکت یا بلند کردن آن را شروع کنند.
اما این کارها وقتی شخصی بازوی مصنوعی را به کار می گیرد بسیار دشوارتر می شود ، چه رسد به اینکه یک دست کنترل شده توسط ذهن داشته باشد.
در مقاله ای که امروز در ژورنال معتبر ساینس منتشر شده است ، تیمی از مهندسان زیست مهندسی از آزمایشگاه های مهندسی عصبی دانشگاه پیتسبورگ توانبخشی توضیح می دهند که چگونه افزودن تحریک مغزی که باعث ایجاد احساسات لمسی می شود ، دستیار رباتیک کنترل شده توسط مغز را برای اپراتور راحت تر می کند. در این آزمایش ، تکمیل بینایی با درک لمسی مصنوعی ، زمان صرف گرفتن و انتقال اشیا را از نیمه متوسط از 20.9 به 10.2 ثانیه کاهش داد.
به تعبیری ، این همان چیزی است که ما امیدوار بودیم اتفاق بیفتد – اما شاید در حدی نباشد که مشاهده کنیم. “، جنیفر کولینگر ، نویسنده ارشد ، دکترا ، دانشیار گروه پزشکی فیزیکی و توانبخشی پیت گفت:
“بازخورد حسی از اندام ها و دست ها برای انجام کارهای عادی در زندگی روزمره بسیار مهم است و وقتی این بازخورد کم باشد ، عملکرد افراد
مختل می شود.”
شرکت کننده در مطالعه ، ناتان کوپلند ، که در این مقاله پیشرفت وی شرح داده شده است ، اولین شخصی در جهان است که نه تنها در قشر حرکتی مغز بلکه در قشر حسی خود نیز آرایه های الکترود کوچک کاشته می شود – منطقه ای از مغز که پردازش حسی اطلاعات از بدن را انجام می دهد. آرایه ها به او این امکان را می دهند که نه تنها بازوی رباتیک را با ذهن کنترل کند ، بلکه بازخورد حسی لمسی را نیز دریافت کند ، که شبیه عملکرد مدارهای عصبی در هنگام سالم بودن نخاع است.
من قبلاً هم با احساسات ناشی از تحریک و هم با انجام کار بدون تحریک کاملاً آشنا بودم. کوپلند گفت ، حتی اگر احساس “طبیعی” نباشد – احساس فشار و سوزن سوزن شدن ملایم است. “هیچ جایی نبود که احساس کنم تحریک کاری است که باید به آن عادت کنم. ”
پس از تصادف اتومبیل که باعث محدود استفاده از بازوهایش شد ، کوپلند در یک آزمایش بالینی ثبت نام کرد و آزمایش رابط میکروالکترود حسگر- موتور رابط مغز و رایانه (BCI) را انجام داد و با چهار آرایه میکروالکترود ساخته شده توسط Blackrock Microsystems (که معمولا به عنوان آرایه های یوتا نیز شناخته می شود) کاشته شد. )
این مقاله یک گام به جلو از یک مطالعه قبلی است که برای اولین بار شرح داده است که چگونه مناطق حسی مغز با استفاده از پالس های الکتریکی کوچک می توانند باعث ایجاد احساس در مناطق مختلف دست فرد شوند ، حتی اگر آنها به دلیل نخاع احساس اندام خود را از دست بدهند صدمه.
در این مطالعه جدید ، محققان با خواندن اطلاعات از مغز برای کنترل حرکت بازوی رباتیک با نوشتن مجدد اطلاعات جهت ارائه
بازخورد حسی ، ترکیب شدند.
در یک سری آزمایشات ، که از اپراتور BCI خواسته شد اشیا مختلف را از روی میز به یک سکوی برجسته برداشته و انتقال دهد ، ارائه بازخورد لمسی از طریق تحریک الکتریکی به شرکت کننده اجازه می دهد وظایف خود را دو برابر سریعتر از آزمایش بدون تحریک انجام دهد.
در مقاله جدید ، محققان می خواستند تأثیر بازخورد حسی را در شرایطی آزمایش کنند که تا آنجا که ممکن است به دنیای واقعی شباهت داشته باشد.
رابرت گانت ، نویسنده همکار ارشد ، دکتری تخصصی در گروه طب فیزیکی و توانبخشی پیت گفت: “ما نمی خواستیم این کار را با حذف تصویری ادراک محدود کنیم.” “وقتی حتی احساس محدود و ناقص بازیابی می شود ، عملکرد فرد به طرز قابل توجهی بهبود می یابد. ما از نظر واقع بینانه تر ساختن احساسات و آوردن این فناوری به خانه های مردم هنوز مسیری طولانی در پیش داریم ، اما هرچه به بازآفرینی ورودی های طبیعی به مغز نزدیکتر شویم ، وضعیت بهتری خواهیم داشت. ”
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!