Управление коляской силой мысли

11.03.2016

Исследователи из Медицинской школы Университета Дюка (США) разработали устройство для управления движением коляски с помощью только мысленных команд и успешно испытали его на обезьянах.

К настоящему времени несколько научных групп в мире разработали интерфейсы мозг-машина для управления протезами, используя активность нейронов коры головного мозга. Однако оставалось неясным, можно ли использовать этот метод для управления инвалидной коляской при ее непрерывном движении в пространстве.

Эксперименты, которые могли бы дать ответ на этот вопрос, биологи из университета Дюка начали еще в 2012 году. Они внедрили двум макакам-резусам сотни тончайших микроволокон в области коры, отвечающие за движения и ощущения. Затем, поместив макак в инвалидные кресла, исследователи демонстрировали им гроздья винограда, заставляя обезьян стремиться к вожделенной цели. Макаки при этом не двигались, так что стремление было исключительно мысленным. Исследователи регистрировали возникающие при этом сигналы от почти 300 нейронов головного мозга. Накопив обширный массив данных, они запрограммировали компьютерную систему - декодер, чтобы перевести сигналы мозга в цифровые команды управления специальным роботизированным креслом-коляской.

На следующем этапе обезьяны пытались достигнуть цели, мысленно управляя коляской. Они показали хорошую обучаемость, со временем значительно улучшили свою способность к навигации и все более эффективно и быстро добирались до лакомства.

Таким образом экспериментаторам удалось доказать, что активность коры головного мозга можно использовать для управления движением инвалидной коляски и мозг можно этому обучить.

Интересно, что наряду с сигналами мозга, отвечающими за различные типы движения, исследователи неожиданно выявили сигнал, соответствующий оценке расстояния до цели, которого не было в начале эксперимента. Он возник по ходу обучения.

Эта работа имеет огромное значение для людей с тяжелыми формами инвалидности, которые потеряли из-за болезни подвижность и контроль над мышцами. Им подобная технология может вернуть подвижность.

Поскольку оборудование позволяет контролировать до 2000 нейронов, исследователи планируют расширить эксперимент, чтобы добиться повышения правильности и точности устройства для обезьян, прежде чем перейти к разработке его варианта для человека.

<< Назад: Камера Sony DSC-HX80 11.03.2016

>> Вперед: Новое поколение транзисторных матриц от Toshiba 10.03.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Суперкомпьютер в Польше 26.11.2003 Intel представила самый быстродействующий в Польше суперкомпьютер, установленный в Академическом вычислительном центре в Гданьске (TASK). Суперкомпьютер представляет собой кластер для высокопроизводительных расчетов из 128 систем Optimus NSERVER и насчитывает в общей сложности 256 процессоров Intel Itanium. Кластер имеет производительность 1,3 триплиона операций с плавающей запятой в секунду (1,3 терафлопс). Как ожидается, он войдет в первую десятку официального рейтинга самых быстродействующих суперкомпьютерных ресурсов мира Clusters TOP 500+. Вычислительная мощь нового кластера окажет неоценимую помощь научному сообществу Польши и поможет проведению пионерских исследований в области химии, биотехнологии, молекулярного моделирования и вычислительной гидродинамики.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025