Microgrid II - Sinais de eletrocorticografia para próteses de mão humana

Acidente vascular cerebral, lesão da medula espinhal, lesão de extremidade e síndromes degenerativas/encravamento estão entre as condições que podem se beneficiar de opções neuroprotéticas sustentáveis. Os pesquisadores estudaram o córtex motor humano e áreas corticais relacionadas com registro cerebral direto (eletrocorticografia ou ECoG) como um sinal para neuropróteses motoras. Concluindo estudos interessantes em humanos com campos locais usando eletrodos intracorticais e interfaces cérebro-computador de trabalho de longo prazo com EEG, a eletrocorticografia examina um nível intermediário de especificidade espacial e pode ter durabilidade em registros de longo prazo. Os sinais de ECoG poderiam ser obtidos por via epidural ou ainda mais superficialmente se os sinais exatos fossem melhor compreendidos. Até o momento, os pesquisadores demonstraram que os sinais de ECoG do córtex motor podem ser usados ​​para decodificar o movimento e ter uma precisão usando matrizes clínicas (resolução de 1 cm) que podem decodificar o movimento da mão e permitir a separação do movimento dos dedos. Esses sinais foram usados ​​para a interface cérebro-computador e podem ser usados ​​para controlar uma mão protética em humanos.

A eletrocorticografia (ECoG) é o registro de sinais cerebrais diretamente da superfície cortical. Em pacientes submetidos a tratamento cirúrgico de epilepsia, esses sinais estão disponíveis e se mostram fontes ricas de sinais relacionados ao motor que podem acionar uma neuroprótese de mão como parte de uma interface cérebro-computador (BCI). Embora a resolução clinicamente disponível de 1 cm permita a separação de diferentes tipos de movimento dos dedos usando as características de alta frequência da gravação ECoG (70-100 Hz), resoluções espaciais mais altas (3 mm) aumentam a capacidade de decodificar movimentos dos dedos e movimentos mais complicados movimentos das mãos, como agarrar objetos diferentes. A resolução ideal é uma das várias lacunas no conhecimento limitando a implementação do BCI baseado em ECoG, juntamente com a incerteza sobre a longevidade dos sinais de ECoG e a implementação humana de feedback diretamente no córtex por meio de estimulação elétrica.

Objetivo Específico:

Matrizes de resolução mais alta em um período de tempo subagudo (1 semana) para permitir a adaptação e o uso de BCI dos sinais de resolução mais alta. Uma matriz 8x8 de resolução de 3 mm será colocada sobre o córtex sensório-motor. As sinergias de aperto serão determinadas e mapeadas nos eletrodos para determinar os canais de controle para cada sinergia. O controle de múltiplas sinergias moverá uma mão robótica simulada para uma forma de alvo visualmente indicada

1. As sinergias manuais serão mapeadas independentemente no 3mm x 3mm (microarray) com pelo menos um eletrodo independente para cada uma das três primeiras sinergias
2. Usando os sinais do microarray, os participantes moverão corretamente a mão robótica em uma das 6 posturas-alvo com 50% de precisão.