Microgrid II - Elektrokortikografisignaler til menneskelige håndproteser

Slagtilfælde, rygmarvsskade, ekstremitetsskade og degenerative/fastlåste syndromer er blandt de tilstande, der kan drage fordel af bæredygtige neuroprotetiske muligheder. Forskerne har studeret menneskelig motorisk cortex og relaterede kortikale områder med direkte hjerneregistrering (elektrokortikografi eller ECoG) som et signal til motorisk neuroprotetik. Ved at afslutte spændende undersøgelser i mennesker med lokale felter ved hjælp af intrakortikale elektroder og langtidsvirkende hjerne-computer-grænseflader med EEG, undersøger elektrokortikografi et mellemniveau af rumlig specificitet og kan have holdbarhed i langtidsoptagelser. ECoG-signaler kunne i sidste ende opnås epiduralt eller endnu mere overfladisk, hvis de nøjagtige signaler blev bedre forstået. Til dato har efterforskerne vist, at ECoG-signaler fra motorisk cortex kan bruges til at afkode bevægelse og have en præcision ved hjælp af klinikopstillinger (1 cm opløsning), der kan afkode håndbevægelser og tillade adskillelse af cifferbevægelser. Disse signaler er blevet brugt til hjerne-computer-interface og kan bruges til at styre en håndprotese hos mennesker.

Elektrokortikografi (ECoG) er optagelsen af ​​hjernesignaler direkte fra den kortikale overflade. Hos patienter, der gennemgår kirurgisk behandling af epilepsi, har disse signaler været tilgængelige og har vist sig at være rige kilder til motorrelaterede signaler, der kan drive en håndneuroprotetik som en del af en hjerne-computer interface (BCI). Selvom den klinisk tilgængelige opløsning på 1 cm giver mulighed for adskillelse af forskellige typer fingerbevægelser ved at bruge ECoG-optagelsens højfrekvente karakteristika (70-100Hz), øger højere rumlige opløsninger (3 mm) evnen til at afkode fingerbevægelser og mere kompliceret håndbevægelser, såsom at gribe om forskellige genstande. Ideel opløsning er en af ​​de adskillige huller i videngrænsen for implementering af ECoG-baseret BCI sammen med usikkerhed om levetiden af ​​ECoG-signaler og menneskelig implementering af feedback direkte til cortex gennem elektrisk stimulering.

Specifikt mål:

Højere opløsning arrays over subakut (1 uge) tidsramme for at give mulighed for tilpasning og BCI brug af de højere opløsning signaler. Et 8x8 array med 3 mm opløsning vil blive placeret over sensorimotorisk cortex. Grib synergier vil blive bestemt og kortlagt på elektroderne for at bestemme kontrolkanaler for hver synergi. Kontrol af flere synergier vil flytte en simuleret robothånd til en visuelt cued målform

1. Håndsynergier vil blive kortlagt uafhængigt på 3 mm x 3 mm (mikroarray) med mindst én uafhængig elektrode for hver af de første tre synergier
2. Ved hjælp af signalerne fra mikroarrayet vil deltagerne flytte robothånden korrekt ind i en af ​​6 målstillinger med 50 % nøjagtighed.