センサーモーター・デマルチプレキシング・ニューラル・インターフェースを用いて触覚を回復する
Patrick D Ganzer1, Samuel C Colachis1, Michael A Schwemmer2
1Medical Devices and Neuromodulation, Battelle Memorial Institute, 505 King Avenue, Columbus, OH 43201, USA.
Cell
|April 25, 2020
まとめ
この研究は,脳コンピュータインターフェース (BCI) が脊髄損傷 (SCI) の患者に運動と触覚の両方を回復できることを示しています. BCIは神経信号を解読し 麻痺した筋肉を活性化し 感覚フィードバックを提供します
科学分野:
- 神経科学
- 生物医学工学
- 回復医療
背景:
- 脊髄損傷 (SCI) はしばしば麻痺と感覚喪失を引き起こす.
- 脳とコンピュータのインターフェース (BCI) は,SCI後の運動機能の回復に有望であることが示されています.
- 触覚の回復は 効果的な運動制御と 機能回復に不可欠です
研究 の 目的:
- 完全なSCIを持つ参加者のBCIを使用して,運動機能と触覚の同時回復を調査する.
- 閉路感覚フィードバックの残留神経信号の解読を調査する.
- 触覚知覚とモーターリアニマーションを統合することで 感覚運動機能を強化します
主な方法:
- 臨床的に完全な脊髄損傷を持つヒトの脳コンピュータインターフェース (BCI) を利用した.
- 主要な運動皮質 (M1) からの残留の感知下タッチ信号と運動意図信号をデマルチプレックスした.
- M1から感知フィードバックのための閉ループシステムを開発し,アファレントグリップの強度レベルを解読しました.
主要な成果:
- クローズド・ループのBCIシステムは 被験者の物体の触覚を ほぼ完全に回復させました
- 様々な感覚運動機能の有意な改善が観察されました.
- 触覚信号の解読で 握りしめが成功しました
結論:
- 皮質からの感知下の神経信号は 解読され 意識的な知覚に変換されます
- 運動機能と触覚の両方を同時に回復させることができます.
- このアプローチは 感覚フィードバックを 運動制御に統合することで 機能的回復を大幅に高めます
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