Drink koffie met de robotarm

Paraplegics controle geest robotarm

05/17/2012

Amerikaanse onderzoekers hebben met succes het gebruik van een robotarm bij patiënten met een dwarslaesie getest. De robotarm gebruikt een roman „neurale interface“ geserveerd dat de patiënt controle mogelijk maakt die zo nauwkeurig dat ze een fles water met koffie uit de tabel kan grijpen en drinken zonder hulp, John Donoghue en Leigh Hochberg rapport van Brown University (Rhode Island, USA) in het tijdschrift „natuur“.

Sinds april vorig jaar hebben onderzoekers de functionaliteit van de robotarm getest op twee patiënten met quadriplegie (paraplegie met alle ledematen). Met succes, zoals de nu gepubliceerde resultaten bewijzen. De neerwaartse verlamd vanaf de nek Cathy Hutchinson moest dit aan de robotarm waarmee een neuraal grensvlak tussen zo precies dat ze de koffie tafel en kan leiden tot haar mond. De 58-jarige is bijna volledig verlamd en niet meer in staat om te spreken sinds een beroerte 15 jaar geleden, volgens de wetenschappers. Voor de eerste keer is ze terug „iets uit eigen wil opvoeden“, Leigh Hochberg uitgelegd en toegevoegd „We zullen haar glimlach nooit vergeten.“

Neuronale interfaces als een verbinding tussen mens en machine
„Verlamming na ruggenmergletsel, hersenstam beroerte, amyotrofe laterale sclerose en andere aandoeningen kunnen de hersenen scheiden uit het lichaam, waardoor de mogelijkheid om willekeurige bewegingen uitvoeren geëlimineerd“, de onderzoekers schrijven, terwijl ze tegelijk de basis leggen voor hun onderzoek. Door het gebruik van neurale interfaces kunnen signalen uit de hersenen worden gebruikt om kunstmatige ledematen te controleren, zoals gesuggereerd door de ontwikkeling van de nu geteste robotarm. „De uitdaging ligt in het decoderen van de neurale signalen en het converteren van deze signalen in digitale commando's die het robotapparaat kan volgen om de precies geplande beweging uit te voeren“, de Amerikaanse wetenschappers uitleggen. Hoe ingewikkelder de beweging, hoe moeilijker de decodering.

Het elektrodeveld in de hersenen ontvangt de signalen om de robotarm te besturen
Dit is ook verlamde patiënten kunnen doorgeven aan relevante hersenen signalen naar een neurale interface die al uit eerdere studies waarin twee onderwerpen de cursor op een computerscherm met hun gedachten te bewegen bekend was. De besturing van de robotarm was echter veel complexer. De neurowetenschappers waren des te meer tevreden over het succes. Cathy kan ook grijpen vaste voorwerpen en uit te voeren in vier van de zes pogingen, de gevuld met koffie fles naar haar mond en drinken door een rietje uit het, toont volgens de onderzoekers, de kansen die deze technologie biedt voor mensen met een dwarslaesie patiënten. Mensen met een quadriplegie kunnen dat doen „zelfs jaren na verwondingen aan het centrale zenuwstelsel, een meerdimensionale controle van complexe apparaten“ Met behulp van neurale signalen verklaren de onderzoekers in het artikel „Mensen bereiken en grijpen door middel van quadriplegie met behulp van een neuronisch bestuurde robotarm“. De neurale interface die wordt gebruikt is een elektrodereeks van de grootte van een aspirinetablet met bijna 100 hair-dunne elektroden die geïmplanteerd is in de motorische cortex van de hersenen en het omzetten van de impulsen van de neuronen in commando's om de robotarm, zodat Donoghue en Hochberg op. (Fp)

Lees over:
Kankertherapie: Nanorobots bestrijden kanker
Stamceltherapie voor letsel van het ruggenmerg

Afbeelding: Dieter Schütz