Microgrid II - Sähkökortikografiasignaalit ihmisen käsien proteeseihin

Aivohalvaus, selkäydinvammat, raajavauriot ja rappeuttavat/sulkeutuvat oireyhtymät ovat niitä sairauksia, jotka voivat hyötyä kestävistä neuroproteesivaihtoehdoista. Tutkijat ovat tutkineet ihmisen motorista aivokuorta ja siihen liittyviä aivokuoren alueita suoralla aivotallennuksella (elektrokortikografia tai ECoG) signaalina motoriselle neuroproteesille. Saatuaan päätökseen jännittäviä tutkimuksia ihmisillä paikallisilla kentillä käyttämällä aivokuorensisäisiä elektrodeja ja pitkäkestoisia toimivia aivojen ja tietokoneiden välisiä rajapintoja EEG:n kanssa, elektrokortikografia tutkii alueellisen spesifisyyden keskitasoa ja voi olla kestävyyttä pitkäaikaisissa tallennuksissa. EKG-signaalit voitaisiin lopulta saada epiduraalisesti tai jopa pintapuolisesti, jos tarkat signaalit ymmärrettäisiin paremmin. Tähän mennessä tutkijat ovat osoittaneet, että motorisen aivokuoren EKoG-signaaleja voidaan käyttää liikkeen dekoodaamiseen ja että niillä on tarkkuus kliinisten ryhmien (1 cm:n resoluutio) avulla, jotka voivat dekoodata käden liikkeet ja mahdollistaa numeroiden liikkeen erottamisen. Näitä signaaleja on käytetty aivojen ja tietokoneiden rajapintaan, ja niitä voidaan käyttää käden proteesin ohjaamiseen ihmisillä.

Elektrokortikografia (ECoG) on aivosignaalien tallennus suoraan aivokuoren pinnalta. Epilepsian kirurgista hoitoa saavilla potilailla nämä signaalit ovat olleet saatavilla, ja ne ovat osoittautuneet runsaiksi moottoriin liittyvien signaalien lähteiksi, jotka voivat ohjata käden neuroproteesia osana aivojen ja tietokoneiden rajapintaa (BCI). Vaikka kliinisesti saatavilla oleva 1 cm:n resoluutio mahdollistaa erityyppisten sormien liikkeen erottamisen käyttämällä EKoG-tallenteen korkeataajuisia ominaisuuksia (70-100 Hz), korkeammat spatiaaliset resoluutiot (3 mm) lisäävät kykyä purkaa sormen liikkeitä ja monimutkaisempia. käsien liikkeitä, kuten eri esineiden tarttumista. Ihanteellinen resoluutio on yksi monista aukoista tietämysrajoissa, jotka koskevat ECoG-pohjaisen BCI:n käyttöönottoa, sekä epävarmuutta EKoG-signaalien pitkäikäisyydestä ja ihmisen antamasta palautetta suoraan aivokuoreen sähköstimulaation kautta.

Erityinen tavoite:

Korkeamman resoluution ryhmät subakuutin (1 viikon) ajanjakson aikana, jotta voidaan mukauttaa ja käyttää korkeamman resoluution signaaleja. Sensomotorisen aivokuoren päälle sijoitetaan 8x8-kokoinen 3 mm:n resoluution ryhmä. Tartunnan synergiat määritetään ja kartoitetaan elektrodeihin ohjauskanavien määrittämiseksi kullekin synergialle. Useiden synergioiden hallinta siirtää simuloidun robottikäden visuaalisesti ohjattuun kohdemuotoon

1. Käsien synergiat kartoitetaan itsenäisesti 3 mm x 3 mm:n (mikromatriisi) kanssa vähintään yhdellä erillisellä elektrodilla jokaista kolmea ensimmäistä synergiaa varten
2. Mikrosirujen signaalien avulla osallistujat siirtävät robottikäden oikein johonkin kuudesta kohdeasennosta 50 %:n tarkkuudella.