یان برکهارت 19 ساله بود که هنگام غواصی در آبهای کم عمق گردن خود را شکست. از آن زمان او نتوانسته هیچ یک از پاها یا دستان خود را از آرنج به پایین حرکت دهد. اما اکنون او توانسته یکی از دستان و انگشتان خود را با استفاده از یک دستگاه خواندن ذهن کنترل کند. در سالهای اخیر ، ما شاهد حرکت افراد دارای معلولیت با کمک اسکلت بیرونی مکانیکی هستیم. ماهیچه های پای این افراد در اثر شوک الکتریکی تحریک شده است. در موارد دیگر ، افراد دارای معلولیت کنترل رباتیک را فقط با فکر کردن یک مکان نما کامپیوتر یا یک مکان نما آموزش داده اند.
اما علی رضایی از دانشگاه ایالتی اوهایو می گوید مهمتر از هر چیزی این است که افراد مبتلا به چهارقلو بتوانند دست های خود را کنترل کنند.
بنابراین رضایی ، با همکاری چاد باتون و همکارانش ، مجموعه ای از 100 الکترود به اندازه نخود را در مغز برکهارت پیوند زد. محققان این قطعه را در قسمتی از مغز قرار دادند که حرکت را کنترل می کند. این تیم با اسکن مغز برکهارت در مورد حرکت دست ها و پاهایش به این نتیجه رسیدند. سپس او را جراحی کردند. در طول عملیات ، آنها از شوک الکتریکی برای تحریک ناحیه دست راست او استفاده کردند تا ببینند آیا پاسخ می دهد یا خیر.
این تیم همچنین یک آستین الکترود ساخت که به ساق برخارت متصل شده و به ماهیچه ها ضربه می زند تا به حرکت آنها کمک کند. این الکترودها باعث تحریک ماهیچه هایی می شوند که حرکات خاص دست ها و انگشتان دست را کنترل می کنند ، مانند چنگ زدن.
برکهارت یک دوره آموزشی برای یادگیری نحوه کنترل این آستین الکترود با افکار خود آغاز کرد. او ابتدا یک دست مجازی را دید که ضربه خورد و سپس باز شد. دیدن این صحنه او را تشویق کرد که به انجام همین کار فکر کند.
محققان طی این فرایند فعالیت مغزی خود را ثبت و وارد رایانه کردند. کامپیوتر آنها را با استفاده از یک الگوریتم تجزیه و تحلیل کرده و سیگنالی برای کنترل آستین الکترود ارسال می کند. برکهارت مدتی طول کشید تا کار با دستگاه را یاد بگیرد و کامپیوتر نیز رمزگشایی از افکار خود را بیاموزد. رضایی می گوید: “این سیگنال با گذشت زمان و تکرار واضح تر می شود.” “نرم افزار حرکات را سریعتر و آسانتر یاد می گیرد.”
چندین سال است که برکهارت دو یا سه بار در هفته و چهار ساعت در روز تمرین می کند. حالا می توانید دستان خود را باز و بسته کنید ، بطری را بردارید و محتویات آن را خالی کنید ، همچنین می توانید از نی برای هم زدن محتویات یک فنجان استفاده کنید. او حتی توانست با این دستگاه “Guitar Hero” را بازی کند.
رضایی می گوید: “در ابتدا ، ایان فقط می توانست با این دستگاه به دستش ضربه بزند ، اما اکنون می تواند با هر انگشت خود چیزی را با دقت 70 درصد بگیرد و هر روز بهتر می شود.”
لی میلر از دانشگاه نورث وسترن به میمون ها آموزش داد که با افکار خود دست ها و پاهای روباتیک را کنترل کنند. او معتقد است که اگر تیم به جای استفاده از غلاف الکترود خارجی ، عضلات برکهارت را از داخل تحریک می کرد ، دقت او افزایش می یافت.
اما رضایی و همکارانش می خواهند سیستم تا حد ممکن غیرتهاجمی باشد.رضایی امیدوار است روزی بتواند سنسورهای مغزی را بدون جراحی کاشت ، به عنوان مثال با تزریق این حسگرها به زیر جمجمه. علاوه بر این ، محققان می خواهند الکترودهای خارجی بسازند تا اندام های دیگر را رصد کرده و احتمالاً آنها را در لباس ببافند.
حتی اگر همه اینها اتفاق بیفتد ، یک فرد معلول همچنان به استفاده از این الکترودها احتیاج دارد. رضایی و همکارانش صرف نظر از این موضوع ، امیدوارند که برکهارت در نهایت نحوه انجام کارهای بیشتر با این آستین الکترود را بیاموزد.
نظرات کاربران
نظرات شما پس از بررسی مدیریت منتشر می شود.