Microgrid II - Elektrokortikografické signály pro protetiku lidské ruky

Cévní mozková příhoda, poranění míchy, poranění končetin a degenerativní/locked-in syndromy patří mezi ty stavy, které mohou těžit z udržitelných neuroprotetických možností. Výzkumníci studovali lidskou motorickou kůru a související kortikální oblasti s přímým záznamem mozku (elektrokortikografie nebo ECoG) jako signál pro motorickou neuroprotetiku. Dokončení vzrušujících studií u lidí s lokálními poli pomocí intrakortikálních elektrod a dlouhodobě fungujících rozhraní mozek-počítač s EEG, elektrokortikografie zkoumá střední úroveň prostorové specifičnosti a může mít trvanlivost v dlouhodobých záznamech. Signály ECoG by mohly být nakonec získány epidurálně nebo ještě povrchněji, pokud by byly přesné signály lépe pochopeny. K dnešnímu dni výzkumníci prokázali, že signály ECoG z motorické kůry mohou být použity k dekódování pohybu a mají přesnost pomocí klinických polí (rozlišení 1 cm), které mohou dekódovat pohyb ruky a umožňují oddělení pohybu číslic. Tyto signály byly použity pro rozhraní mozek-počítač a lze je použít k ovládání protetické ruky u lidí.

Elektrokortikografie (ECoG) je záznam mozkových signálů přímo z povrchu kůry. U pacientů podstupujících chirurgickou léčbu epilepsie byly tyto signály dostupné a ukázalo se, že jsou bohatými zdroji motorických signálů, které mohou řídit neuroprotetiku ruky jako součást rozhraní mozek-počítač (BCI). Přestože klinicky dostupné rozlišení 1 cm umožňuje oddělení různých typů pohybu prstů pomocí vysokofrekvenčních charakteristik záznamu ECoG (70-100 Hz), vyšší prostorové rozlišení (3 mm) zvyšuje schopnost dekódovat pohyby prstů a je složitější. pohyby rukou, jako je uchopování různých předmětů. Ideální rozlišení je jednou z několika mezer v limitu znalostí při implementaci BCI založeného na ECoG spolu s nejistotou ohledně životnosti signálů ECoG a lidské implementace zpětné vazby přímo do mozkové kůry prostřednictvím elektrické stimulace.

Konkrétní cíl:

Pole s vyšším rozlišením v subakutním (1 týdenním) časovém rámci umožňující adaptaci a použití BCI signálů s vyšším rozlišením. Přes senzomotorickou kůru bude umístěno pole 8x8 s rozlišením 3 mm. Uchopovací synergie budou určeny a mapovány na elektrodách pro určení kontrolních kanálů pro každou synergii. Ovládání více synergií přesune simulovanou robotickou ruku do vizuálně upraveného cílového tvaru

1. Ruční synergie budou nezávisle mapovány na 3 mm x 3 mm (mikropole) s alespoň jednou nezávislou elektrodou pro každou z prvních tří synergií
2. Pomocí signálů z microarray účastníci správně přesunou robotickou ruku do jedné ze 6 cílových pozic s 50% přesností.