Beweging en gevoel voor geavanceerde prothetische handen

Het algemene ontwerp van de studie is opgesplitst in twee delen: de pre- en post-implantatieschema's:

Gedurende de 30 dagen vóór de implantatie wordt de deelnemer gevraagd een kleine computer mee naar huis te nemen met een Oculus Rift-headset en Leap Motion-handtracker. De deelnemer wordt gevraagd deze items vijf (5) keer per week gedurende 30 minuten per sessie te gebruiken en te communiceren met een weergegeven virtual reality-omgeving. In deze omgeving beweegt de deelnemer zijn intacte hand en de Leap Motion zal de handbewegingen in de virtuele omgeving weergeven, waarbij de intacte handbewegingen worden gespiegeld tussen twee handfaxen. De deelnemer wordt geïnstrueerd om zowel zijn fantoom als zijn intacte hand in spiegelbeeld te bewegen en uit te rekken. Het doel van deze oefeningen is om de deelnemer te laten wennen aan de virtual reality-opstelling (apparatuur en weergave) en om een ​​spiegeldoosachtig effect te bieden waarbij de virtuele handfacsimile voor hun fantoomhand op hun lichaam wordt afgebeeld.

De tweede fase van het algemene ontwerp duurt 30-90 dagen na implantatie. We zullen elektrofysiologische opnames maken van een enkele micro-elektrode-array die is geïmplanteerd in de mediane, radiale of ulnaire zenuw. Neurale signalen (enkele en samengestelde actiepotentialen) die worden opgewekt door gevarieerde bewegingen van de vingers en duim, worden geregistreerd op de geïmplanteerde micro-elektrode-array. Door elektrische signalen van de zenuwen op te nemen, hopen de onderzoekers vingerbewegingen in realtime te decoderen met behulp van machine learning-algoritmen. De deelnemers wordt gevraagd om tijdens de trainingsfase taken uit te voeren in een gecontroleerde virtuele omgeving. De virtuele omgeving, inclusief virtuele armen en handen, wordt aan de deelnemer gepresenteerd via de Oculus Rift, een virtual reality-bril. De taak vereist het vastleggen van de positie van de armen in de ruimte, wat zal worden bereikt met behulp van het Vicon motion capture-systeem dat infraroodreflecterende markeringen zal gebruiken die aan de armen van de deelnemer zijn bevestigd. De onderzoekers zullen ook een markeringsloos motion capture-systeem gebruiken, Leap Motion, om de specifieke bewegingen van de intacte hand te volgen. Na de training streven de onderzoekers ernaar om real-time decodering van vingerbewegingen in de virtual reality-omgevingen uit te voeren.