テトラペレジアを患っている人間による義肢装置のニューロン集合制御

科学分野:

• 神経科学は神経科学である.
• バイオメディカルエンジニアリング
• リハビリテーション技術 リハビリテーション技術

背景:

• 神経運動義肢 (NMP) は,脳信号を利用して,麻痺により失われた運動機能を回復することを目的としています.
• NMPを翻訳するには,感覚の入力と肢体の動きが長時間欠けていても,持続的な皮質信号と動きの意図の解読を証明する必要があります.

研究 の 目的:

• 四肢麻痺のヒト参加者におけるパイロットNMPの実現可能性を評価する.
• 意図された運動信号が脊髄損傷の3年後にモーター皮質に持続するかどうかを調査する.
• NMPで生成された制御信号が機能的なタスクを実行する能力を評価する.

主な方法:

• 96マイクロエレクトロド配列を四肢麻痺したヒト参加者 (MN) のプライマリモーター皮質に埋め込みました.
• 運動に関連する皮質信号を特定するために,ニューロン集合活動の記録.
• ニューラル活動を"ニューラルカーソル"と外部効果器の制御信号に変換するためのデコーディングアルゴリズムの開発.

主要な成果:

• 意図された手の動きは,脊髄損傷から3年後,皮質のスパイキングパターンを著しく変調した.
• "ニューラルカーソル"は,参加者がシミュレートされた電子メールを開き,テレビのようなデバイスを操作できるようにしました.
• 参加者は神経制御を用いた基本的な動作のために,義手とロボットアームをうまく制御した.

結論:

• 皮質内ニューロンアンサンブル活動は,外部デバイスを制御するために信頼性のある解読が可能である.
• NMPは,麻痺患者の独立性を回復するための神経技術として有望であることを示しています.
• これらの発見は,失われた運動機能を回復する臨床応用のためのNMPの可能性を支持しています.